Bez prawidłowo dobranych przekaźników trudno sobie wyobrazić pracę układów z obszaru automatyki przemysłowej przemysłowej, budownictwa, wodociągów i kanalizacji, sprzętu AGD oraz tzw. inteligentnych domów. Otwierając i zamykając w określonym momencie obwody elektryczne wpływają bezpośrednio na prawidłowe funkcjonowania podłączonych urządzeń. Czym różnią się przekaźniki półprzewodnikowe od elektromagnetycznych?
Podstawowy podział przekaźników to tradycyjne przekaźniki elektromagnetyczne (EMR) oraz nowsze i bardziej zaawansowane technologicznie przekaźniki półprzewodnikowe (SSR). Konstrukcje pierwszego typu wykorzystują do zmiany położenia styków tradycyjny elektromagnes. Te drugie to urządzenia w pełni elektroniczne, których zasada opiera się na wykorzystaniu materiałów półprzewodnikowych – zmieniających swoją zdolność do przewodzenia elektryczności pod wpływem określonych czynników zewnętrznych.
Przekaźnik elektromagnetyczny – jak działa?
Przekaźnik elektromagnetyczny zbudowany jest z dwóch podstawowych elementów: cewki z uzwojeniem oraz styków – odpowiedzialnych za zamykanie i otwieranie obwodu elektrycznego. Podanie na cewkę odpowiedniego napięcia wytwarza pole elektromagnetyczne, które przyciąga stalową zworę, zamykając tym samym styk lub zespół styków. Po zaniku napięcia sprężyna zwrotna odpycha styki, co prowadzi do ponownego otwarcia obwodu. Wartość napięcia, jakie należy przyłożyć podana jest zawsze na obudowie przekaźnika obok jego symbolu – może to być np. 12V lub 24 V napięcia prądu stałego (DC) lub 230 V napięcia prądu zmiennego (AC). Warto przy tym pamiętać, że cewki przekaźników na napięcie stałe nie są spolaryzowane (chyba, że w opisie produktu zaznaczono inaczej). Oznacza to, że napięcie na styki może być podane w dowolnej polaryzacji, bez wpływu na ich prawidłowe działanie.
Trzy podstawowe rodzaje styków przekaźnika elektromagnetycznego to: styki zwierne (domyślnie otwarte), styki rozwierne (domyślnie zamknięte) oraz styki przełączne (łączące w sobie funkcje zarówno styku zwiernego, jak i rozwiernego).
Przekaźniki elektromagnetyczne możemy podzielić również pod względem liczby styków i tym samym ilości obsługiwanych torów prądowych (1-, 2- lub 4-stykowe). Do każdego styku przekaźnika wielostykowego możemy podłączyć odrębny obwód o odmiennym napięciu.
Standardem w budowie nowoczesnych przekaźników elektromagnetycznych jest ich wyposażenie układy zabezpieczające przed przed przepięciami i tym samym uszkodzeniem podłączonych urządzeń. Są to najczęściej: diody wpięte równolegle do cewki w kierunku zaporowym, układy z diodą sygnalizacyjną LED, czy układy przeciwzakłóceniowe z filtrem RC.
Przekaźnik półprzewodnikowy – budowa i działanie
Jak sama nazwa wskazuje, kluczowymi podzespołami tego typu przekaźnika są elementy półprzewodnikowe określane jako fotoemitery oraz fotodetektory (mogą to być m.in. fotodiody, fototranzystory, fototyrystory i optotriaki).
Przyłożenie napięcia wejściowego zamyka styk przekaźnika, co prowadzi do uruchomienia fotoemitera (np. diody LED). Emitowane światło wzbudza fotodetektor, który zaczyna przewodzić prąd elektryczny, w efekcie czego w układzie wyjściowym zostaje uruchomiony element sterowany (np. cewka elektrozaworu lub sterownik programowalny PLC). Całość przekaźnika zamknięta jest w szczelnej obudowie (chroniącej przez zakłóceniami w postaci światła zewnętrznego) i pracuje pod kontrolą układów zabezpieczających.
Przekaźniki półprzewodnikowymi a elektromagnetyczne – podsumowanie
Przekaźniki półprzewodnikowe (SSR) charakteryzują się licznymi zaletami, które zapewniają im przewagę nad mniej zaawansowanymi technologicznie przekaźnikami elektromagnetycznymi (EMR) i sprawiają, że zdominowały one rynek tego typu rozwiązań. Warto w tym kontekście wymienić następujące cechy:
- Duża trwałość elektryczna – znacznie większa niż przekaźniki elektromagnetyczne. Właściwie dobrany SRR to gwarancja długotrwałej, bezawaryjnej pracy układu.
- Szybkość przełączania – w odróżnieniu od przekaźników EMR częstotliwość przełączania SSR nie jest ograniczona prędkością fizycznego ruchu styków. Przekaźniki półprzewodnikowe doskonale sprawdzają się w układach wymagających przełączeń o bardzo wysokiej częstotliwości.
- Cicha praca – brak ruchomych elementów mechanicznych sprawia, że przekaźniki półprzewodnikowe są znacznie cichsze od elektromagnetycznych.
- Brak zakłóceń – przekaźniki SSR nie wytwarzają zakłóceń, wykazują również wysoką odporność na wstrząsy, drgania i niekorzystne warunki zewnętrzne.
Wady przekaźników półprzewodnikowych to przede wszystkim ich cena – zauważalnie wyższa od kosztu przekaźników elektromagnetycznych, a także wrażliwość na przepięcia oraz wysokie temperatury – co wymusza stosowanie odpowiednich systemów zabezpieczeń oraz chłodzenia.
Szeroki asortyment przekaźników do wszelkiego typu zastosowań, zarówno elektromagnetycznych, jak i półprzewodnikowych, oferuje bielska hurtownia elektryczna Polimet oraz sklep internetowy www.e-polimet.com.pl.
