A função de um relé de estado sólido

Um relé de estado sólido é um componente elétrico que utiliza dispositivos eletrônicos para controle de comutação e possui valor aplicado essencial no sistema de controle de máquinas de solda a laser portáteis. O relé de estado sólido realiza o processo de ligar/desligar por meio de dispositivos semicondutores e não contém contatos mecânicos; portanto, oferece resposta rápida, longa vida útil e alta resistência a vibrações, tornando-o adequado para operações frequentes de comutação em equipamentos a laser.

I. Princípio de Funcionamento dos Relés de Estado Sólido

Um relé de estado sólido é composto por um optoacoplador para isolamento, dispositivos eletrônicos de potência e um circuito de controle. Seu processo básico de funcionamento é o seguinte:

Sinal de controle de entrada:
O sistema de controle emite um sinal de baixa tensão contínua ou alternada para o terminal de entrada do relé de estado sólido.

Isolamento por optoacoplador:
O sinal de entrada é isolado por meio de um optoacoplador, garantindo o isolamento elétrico entre o lado de controle e o lado de carga.

Acionamento de dispositivos de potência:
O sinal de saída do optoacoplador aciona os dispositivos semicondutores de potência internos.

Ação de comutação:
De acordo com o sinal de controle, o dispositivo de potência liga ou desliga, controlando assim a carga de energia dentro da máquina de solda.

Como componentes semicondutores substituem contatos mecânicos, o relé de estado sólido não apresenta desgaste de contatos e pode realizar controle de comutação de alta frequência, livre de faíscas e com baixo ruído.

II. Funções dos Relés de Estado Sólido em Máquinas de Solda Laser Portáteis

Controle de potência do laser
Relés de estado sólido são usados para controlar o estado ligado/desligado da fonte de alimentação do laser de fibra, fornecendo controle de inicialização/parada do laser. Sua resposta rápida garante uma partida estável do laser e evita que flutuações de tensão afetem a fonte do laser.

Controle de intertravamento do refrigerador de água
Máquinas de soldagem a laser portáteis requerem um sistema de refrigeração por água para manter a temperatura do laser. Os relés de estado sólido podem acionar o refrigerador de água em conjunto com o sistema, assegurando que o sistema de resfriamento seja iniciado antes do funcionamento do laser.

Controle do gatilho da pistola de solda
Quando o interruptor do punho da pistola de solda é acionado, o relé de estado sólido controla o estado ligado/desligado da emissão do laser. Sua comutação rápida melhora o tempo de resposta do laser, a continuidade da soldagem e a estabilidade operacional.

Circuitos de proteção e sistemas de intertravamento
Os relés de estado sólido são usados em intertravamentos de segurança, como detecção de gás, detecção de fluxo de água e detecção de tampa. Quando ocorre um sinal anormal de intertravamento, o relé desliga imediatamente o circuito de operação do laser, aumentando a segurança do equipamento.

Cenários de comutação de alta frequência
A soldagem manual envolve a partida/parada frequente da saída do laser. A capacidade de comutação rápida dos relés de estado sólido atende a esses requisitos e evita problemas de falha comuns nos relés mecânicos sob operação frequente.

III. Principais Características dos Relés de Estado Sólido

Isolamento elétrico: Obtido por meio de optoacopladores, melhorando a segurança do sistema.

Resposta rápida: Geralmente na faixa de microssegundos, atendendo aos requisitos de controle ágeis da soldagem a laser.

Longa vida útil e alta confiabilidade: Sem contatos mecânicos, evita a erosão dos contatos e permite operação estável a longo prazo.

Alta capacidade antiinterferência: A estrutura semicondutora garante operação estável no ambiente eletromagnético intenso da soldagem a laser.

Sem ruído e sem arco elétrico: Evita a geração de arco durante a comutação, reduzindo interferências com outros componentes eletrônicos e tornando-o adequado para equipamentos a laser de precisão