Contattore statico
Un contattore o relè a stato solido è un dispositivo che consente di commutare una corrente elettrica senza ricorrere a elementi meccanici o elettromeccanici .
Costituzione
Il contattore allo stato solido è costituito da un insieme di componenti elettronici, in particolare semiconduttori. Come un relè elettromeccanico , ha almeno una coppia di connessioni per il controllo e una o più coppie di poli per l'alimentazione. Per la parte di controllo viene generalmente utilizzato un optoaccoppiatore che consente, come il suo equivalente elettromeccanico, di garantire l' isolamento galvanico tra il circuito di controllo e il circuito di potenza, pur richiedendo solo una corrente di poche decine di milliampere. (Vedi in alcuni casi, centinaia di milliampere). Il circuito di potenza è costituito da componenti elettronici di potenza , come il tiristore , il GTO , il triac o l' IGBT .
Rilevamento zero crossing
Molti relè a stato solido sono dotati di un dispositivo per il rilevamento del passaggio per lo zero (Zero-Crossing o X-crossing). Questo dispositivo consente di attivare la commutazione della potenza quando la tensione attraversa lo zero, il che riduce notevolmente l'inquinamento elettrico ed elettromagnetico quando il carico commutato è resistivo. Questo dispositivo è invece dannoso quando il carico commutato è, ad esempio, il primario di un trasformatore, dove il momento ideale di commutazione è, in questo caso, alla massima tensione.
Benefici
- Durata / affidabilità di diversi milioni di cicli di commutazione, rispetto ai contattori meccanici per i quali la durata media è di poche centinaia di migliaia di cicli.
- Funzionamento praticamente silenzioso.
- Assenza di disturbi elettromagnetici legati a "rimbalzi" di contatti meccanici durante la manovra di un contattore statico.
- Altro vantaggio derivante dalle caratteristiche precedenti: la sua alta frequenza di commutazione, questa si misura in molte applicazioni come la regolazione tutto o niente di un forno con resistenze elettriche (forni alimentari, macchine da caffè, macchine formatrici e macchine formatrici. Iniezione plastica, macchine termoformatrici, ecc.).
Svantaggi
- Uno dei suoi principali svantaggi è il costo di produzione significativamente più elevato rispetto ai contattori elettromeccanici. Questa differenza di costo sta diminuendo con i progressi compiuti nell'elettronica di potenza.
- Un altro dei suoi principali inconvenienti è che in caso di corrente elevata e distruzione dell'elemento semiconduttore (lampeggiante), il contatto rimane aperto (a volte) o solo una corrente debole passa ancora (raro) o appare un cortocircuito verso il controllo (raro), oppure il contatto rimane chiuso (spesso).
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Resistenza interna diversa da zero dei semiconduttori che provocano perdite per effetto Joule quando la corrente scorre. Queste perdite sono generalmente superiori a quelle dei contattori elettromeccanici. La presenza di dissipatori di calore, nonché di dispositivi a convezione forzata (per dispositivi ad alta potenza) necessari per evacuare queste perdite, il più delle volte portano a dimensioni maggiori.
- Il contatto normalmente chiuso non può essere realizzato con un contattore allo stato solido. Ciò vieta il suo utilizzo in applicazioni che richiedono la chiusura del contatto in assenza di tensione.
- Un contattore statico non consente di isolare galvanicamente il carico dalla rete elettrica, poiché la rottura viene eseguita utilizzando semiconduttori e non utilizzando elementi meccanici. La conseguenza è quindi la presenza di una corrente residua nel carico in ogni momento (pochi milliampere), e l'obbligo di installare un interruttore o un fusibile a monte del contattore statico al fine di proteggere l'utente in caso di contatto con carico e per proteggere l'installazione in caso di guasto al carico.
Appendici
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