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三相交流固態(tài)繼電器在PLC控制中的應(yīng)用設(shè)計

發(fā)布時間:2011-11-29

中心議題:

  • 固態(tài)繼電器的特點及分類
  • 繼電器如何更好地充當(dāng)受控開關(guān)器件

解決方案:

  • 設(shè)計PLC控制的三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制電路
  • 設(shè)計PLC控制的Y-△降壓起動控制電路


引言

PLC為晶體管輸出型,輸出單元允許所帶負載工作電源為DC 12~24 V,尢法直接驅(qū)動交流接觸器,只能先驅(qū)DC 12~24 V的中問繼電器,再用中間繼電器來帶AC 380 V的負載,這樣就會使得外部接線變得繁瑣,而且由于傳統(tǒng)的交流接觸器為電磁式開關(guān),其機械觸點的壽命及可靠性與PLC控制系統(tǒng)相差甚遠,較大地阻礙了控制系統(tǒng)性能的發(fā)揮。因此像這類的負載,我們需要選擇一種更為合適的繼電器來充當(dāng)其受控的開關(guān)器件。

1 固態(tài)繼電器的特點及分類

1.1 固態(tài)繼電器的特點

固態(tài)繼電器SSR是近年來世界上新興的控制繼電器,這種繼電器用幾毫安的微小信號可以控制大功率負載的起動與關(guān)斷,正符合了晶體管輸出型PLC的特點。并且其輸入信號(控制端)和輸出信號(受控端)采用光電隔離電路,保證了輸入與輸出互不干擾,輸出端采用無觸點大功率輸出電路,整個電路用環(huán)氧樹脂澆鑄為一體。因此,固態(tài)繼電器運行時無火花、無噪音、無污染、不產(chǎn)生電磁干擾,比電磁繼電器具有開關(guān)速度快、體積小、壽命長、耐震、耐腐蝕、防潮、防腐、輸出端在接通瞬間無震顫現(xiàn)象等優(yōu)點,可以在嚴重污染和震動的環(huán)境下使用,更具有很高的靈敏度和抗干擾能力,被廣泛應(yīng)用于石油化工儀器設(shè)備,燈光照明設(shè)備,紡織機械、數(shù)控車床、娛樂設(shè)施等各種自動化控制領(lǐng)域,特別適用在腐蝕、防塵、要求防爆等惡劣環(huán)境,及頻繁開關(guān)場合。

1.2 固態(tài)繼電器的分類

交流固態(tài)繼電器按開關(guān)方式分有電壓過零導(dǎo)通型和隨機導(dǎo)通型;按輸出開關(guān)元件分有雙向可控硅輸出型(普通型)和單向可控硅反并聯(lián)型(增強型);按安裝方式分有印刷線路板上用的針插式(自然冷卻,不必帶散熱器)和固定在金屬底板上的裝置式(靠散熱器冷卻);另外輸入端又有寬范圍輸入(DC 3~32 V)的恒流源型和串電阻限流型等。

單相SSR為四端有源器件,其中兩個輸入控制端,兩個輸出端,輸入輸出間為光隔離,輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后,輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。而三相交流固態(tài)繼電器則是集三只單相交流固態(tài)繼電器為一體,并以單一輸入端對三相負載進行直接開關(guān)切換,可方便地控制l一相交流電機、加熱器等三相負載,圖1為三相交流固態(tài)繼電器的基本接線圖。三相交流固態(tài)繼電器的相與相問,輸入輸出間,以及與基板之間絕緣電壓大于2 000 VAC,其他基本指標(biāo)與相應(yīng)的單相固態(tài)繼電器相同。需要指出的是對實際負載電流不大的場合,比如實驗室教學(xué),三相SSR使用起來比較方便,但電流大時發(fā)熱亦大,這時使用三只單相SSR更為可靠。
 


2 應(yīng)用實例

2.1 PLC控制的三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制電路


圖2為PLC控制的三相交流電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,其中X1、X2、X3,分別表示PLC的輸入,控制電動機的轉(zhuǎn)動方向與起停;Y1、Y1表示PLC的輸出。當(dāng)Y1有效時,SSR1輸入端得到DC24V的直流信號,則三相輸出端從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài),三相交流電動機得電,反轉(zhuǎn);同理當(dāng)Y 有效時,SSR2的三相輸出端接通,因A、c換向則電動機正轉(zhuǎn)。
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2.2 PLC控制的Y-△降壓起動控制電路

圖3為PLC控制的Y-△降壓起動控制電路,其中X1、X2分別表示PLC的輸入,控制電動機的起停;Y1、Y2、Y3表示PLC的輸出。當(dāng)Y1和Y3有效時,對應(yīng)的SSR1和SSR3也同時有效,此時電動機為Y型接法,延時幾秒后,Y3失效,Y2有效,則對應(yīng)的SSR3三相輸出端斷開,SSR2三相輸出端合上,則電動機變?yōu)椤鹘臃?,完成了Y一△降壓起動。
 


3 結(jié)論

三相交流固態(tài)繼電器是集三只單相交流固態(tài)繼電器為一體,以單一輸入端對三相負載進行直接開關(guān)切換,并可以用幾毫安的微小信號來控制大功率負載的起動與切斷的開關(guān)器件。經(jīng)驗證,它能可靠、安全、方便地控制三相交流電機、加熱器等三相負載,并使PLC的外部接線變得簡單。

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