La funzione di un relè a stato solido

Un relè a stato solido è un componente elettrico che utilizza dispositivi elettronici per il controllo dell'interruttore ed ha un valore applicativo fondamentale nel sistema di controllo delle saldatrici laser portatili. Il relè a stato solido completa il processo di accensione/spegnimento attraverso dispositivi semiconduttori e non contiene contatti meccanici; pertanto, offre una risposta rapida, una lunga durata e una forte resistenza alle vibrazioni, risultando adatto a operazioni di commutazione frequenti nei dispositivi laser.

I. Principio di funzionamento dei relè a stato solido

Un relè a stato solido è composto da un optoaccoppiatore per l'isolamento, dispositivi elettronici di potenza e un circuito di controllo. Il suo processo operativo di base è il seguente:

Segnale di controllo in ingresso:
Il sistema di controllo emette un segnale in corrente continua o alternata a bassa tensione verso il terminale di ingresso del relè a stato solido.

Isolamento tramite optoaccoppiatore:
Il segnale di ingresso viene isolato attraverso un optoaccoppiatore, realizzando l'isolamento elettrico tra il lato di controllo e il lato di carico.

Pilotaggio dei dispositivi di potenza:
Il segnale di uscita dell'optoaccoppiatore pilota i dispositivi semiconduttori di potenza interni.

Azione di commutazione:
In base al segnale di controllo, il dispositivo di potenza si accende o spegne, controllando così il carico di potenza all'interno della macchina da saldatura.

Poiché i componenti semiconduttori sostituiscono i contatti meccanici, il relè a stato solido non presenta usura dei contatti ed è in grado di realizzare un controllo di commutazione ad alta frequenza, senza scintille e con rumore ridotto.

II. Funzioni dei relè a stato solido nelle macchine per saldatura laser portatili

Controllo della potenza del laser
I relè a stato solido vengono utilizzati per controllare lo stato di accensione/spegnimento dell'alimentazione del laser in fibra, fornendo un controllo di avvio/arresto per il laser. La loro rapida risposta garantisce un avvio stabile del laser e previene che le fluttuazioni di tensione influiscano sulla sorgente laser.

Controllo interblocco refrigeratore ad acqua
Le saldatrici laser portatili richiedono un sistema di raffreddamento ad acqua per mantenere la temperatura del laser. I relè a stato solido possono alimentare il refrigeratore ad acqua in collegamento con il sistema, assicurando che il sistema di raffreddamento si attivi prima del funzionamento del laser.

Controllo del grilletto della pistola di saldatura
Quando viene attivato l'interruttore sulla manopola della pistola di saldatura, il relè a stato solido controlla lo stato di accensione/spegnimento dell'emissione del laser. Il suo rapido passaggio migliora il tempo di risposta del laser, la continuità della saldatura e la stabilità operativa.

Circuiti di protezione e sistemi di interblocco
I relè a stato solido sono utilizzati per dispositivi di sicurezza come il rilevamento di gas, il rilevamento del flusso d'acqua e il rilevamento dell'apertura dei coperchi. Quando si verifica un segnale anomalo del dispositivo di sicurezza, il relè interrompe immediatamente il circuito di funzionamento del laser, aumentando la sicurezza dell'equipaggiamento.

Scenari di commutazione ad alta frequenza
La saldatura manuale prevede frequenti avvii/fermate dell'uscita del laser. La capacità di commutazione ad alta velocità dei relè a stato solido soddisfa questi requisiti ed evita problemi di guasto comuni ai relè meccanici in caso di funzionamento frequente.

III. Caratteristiche principali dei relè a stato solido

Isolamento elettrico: ottenuto tramite optoisolatori, migliorando la sicurezza del sistema.

Risposta rapida: tipicamente nell'ordine dei microsecondi, soddisfa le esigenze di controllo veloce della saldatura al laser.

Elevata durata e affidabilità: assenza di contatti meccanici, che evita l'usura dei contatti e consente un funzionamento stabile a lungo termine.

Elevata capacità anti-interferenza: la struttura a semiconduttore garantisce un funzionamento stabile nell'ambiente elettromagnetico intenso della saldatura laser.

Nessun rumore e nessun arco: impedisce la formazione di archi durante l'interruzione, riducendo le interferenze con altri componenti elettronici e rendendolo adatto a dispositivi laser di precisione