Функцията на твърдотелно реле

Твърдотелно реле е електрически компонент, който използва електронни устройства за комутационен контрол и има основна приложна стойност в системата за управление на ръчни лазерни заваръчни машини. Твърдотелното реле извършва процеса на включване/изключване чрез полупроводникови устройства и няма механични контакти; поради това осигурява бърз отклик, дълъг срок на служба и висока устойчивост на вибрации, което го прави подходящо за чести комутационни операции в лазерни устройства.

I. Принцип на работа на твърдотелните релета

Твърдотелният реле се състои от оптичен съединител за изолация, устройства от силова електроника и контролен кръг. Основният му принцип на работа е следният:

Входен управляващ сигнал:
Системата за управление подава нисковолтов сигнал (DC или AC) към входния терминал на твърдотелния реле.

Оптична изолация:
Входният сигнал се изолира чрез оптичен съединител, осигурявайки електрическа изолация между страната на управлението и товарната страна.

Захранване на силовите устройства:
Изходният сигнал от оптичния съединител задвижва вътрешните полупроводникови силови устройства.

Превключващо действие:
В зависимост от управляващия сигнал, силовото устройство се включва или изключва, като по този начин управлява енергийния товар вътре в заваръчната машина.

Тъй като полупроводниковите компоненти заменят механичните контакти, твърдотелният реле няма износване на контакти и може да осъществява високочестотно, безискрово и безшумно превключване.

II. Функции на твърдотелните реле в машини за ръчно лазерно заваряване

Контрол на лазерната мощност
Твърдотелните реле се използват за управление на състоянието вкл./изкл. на захранването на влакнестия лазер, осигурявайки старт/стоп контрол на лазера. Бързото им реакция гарантира стабилен старт на лазера и предотвратява влиянието на колебания в напрежението върху лазерния източник.

Контрол на междинна блокировка на уред за охлаждане с вода
Машините за ръчно лазерно заваряване изискват система за водно охлаждане, за да поддържат температурата на лазера. Твърдотелните реле могат да захранват уреда за охлаждане с вода, свързан към системата, осигурявайки пускането на системата за охлаждане преди стартиране на лазера.

Контрол на спусъка на заваръчния пистолет
Когато бутонът на дръжката на заваръчния пистолет бъде активиран, твърдотелното реле управлява състоянието вкл./изкл. на лазерното излъчване. Бързото му превключване подобрява времето за реакция на лазера, непрекъснатостта на заварката и експлоатационната стабилност.

Защитни вериги и системи за междинна блокировка
Твърдотелните реле се използват за предпазни блокировки, като например откриване на газ, откриване на воден поток и откриване на капак. Когато възникне аномален сигнал за блокировка, релето незабавно прекъсва лазерната работна верига, което повишава безопасността на оборудването.

Сценарии с високочестотно превключване
Ръчното заваряване включва често стартиране/спиране на лазерния изход. Възможността за бързо превключване на твърдотелните реле отговаря на тези изисквания и избягва проблеми с повреди, типични за механичните реле при честа употреба.

III. Основни характеристики на твърдотелните реле

Електрическа изолация: Постига се чрез оптични съединители, което подобрява безопасността на системата.

Бърз отговор: Обикновено в микросекундов диапазон, отговаря на изискванията за бърз контрол при лазерно заваряване.

Дълъг експлоатационен срок и висока надеждност: Липсват механични контакти, което избягва износване на контактите и осигурява дълготрайна стабилна работа.

Силна способност за противодействие на смущения: Полупроводниковата структура осигурява стабилна работа в силната електромагнитна среда при лазерно заваряване.

Без шум и без електрически дъги: Премахва образуването на дъги по време на комутация, намалява смущенията към други електронни компоненти и го прави подходящ за прецизни лазерни устройства