Relæ, halvlederrelæ eller kontaktor? Sådan vælger du rigtigt

Hvad er forskellen på relæ, halvlederrelæ og kontaktor?

Et relæ har en spole, der trækker en bevægelig kontakt, når den får strøm. Styresiden og lastsiden er galvanisk adskilt. På DIN-skinne lader mellemrelæer en PLC-udgang styre en ventil eller en lampe.

Et halvlederrelæ, SSR (solid state relay), har ingen bevægelige dele. Styresignalet tænder en lysdiode i en optokobler, og lyset styrer en thyristor, triac eller MOSFET, der leder laststrømmen. Koblingen bliver lydløs og slidfri. Prisen er varme og en lille lækstrøm, også i frakoblet tilstand.

En kontaktor er i princippet et relæ, der er bygget til stor effekt. Den har som regel tre hovedkontakter til trefase, slukkekamre til lysbuen og plads til hjælpekontakter. Kontaktorer til AC afprøves efter IEC 60947-4-1 med brugskategorier, for eksempel AC-1 for resistiv last og AC-3 for start og stop af asynkronmotorer.

Varme, køleprofil og nulgennemgang – det skal du vide om SSR

Et thyristorbaseret SSR har et spændingsfald på cirka 1–1,5 V. Som tommelfingerregel giver det 1–1,5 W varme pr. ampere, så et SSR, der leder 25 A, skal af med 25–40 W. Køleprofilens evne angives som termisk modstand i K/W – jo lavere, desto bedre. I et regneeksempel fra Celduc kræver et SSR, der leder 40 A ved 30 °C omgivelsestemperatur, en køleprofil på 1,2 K/W.

Et SSR med nulgennemgangskobling (zero cross) slår først til, når vekselspændingen passerer nul. Det giver færre forstyrrelser og passer til resistive laster som varmelegemer. Et SSR med øjeblikkelig tilkobling (random) slår til med det samme og passer til induktive laster som transformere, hvor tilkobling i nulgennemgangen kan give store indkoblingsstrømme.

AC eller DC: derfor er jævnstrøm sværere at afbryde

Når kontakter åbner under last, dannes der en lysbue. Ved vekselstrøm passerer strømmen nul 100 gange i sekundet (50 Hz), og buen går ud senest ved næste nulgennemgang. Jævnstrøm har ingen nulgennemgang. Buen kan brænde videre og ødelægge kontakterne. Derfor klarer et relæ, der er mærket 250 V AC, ofte kun 30 V DC ved samme strøm.

I batterisystemer, elkøretøjer og solcelleanlæg bruges der derfor højspændingskontaktorer til DC til 400–1 500 V. Kontakterne sidder i et hermetisk tæt, gasfyldt kammer af keramik, og magneter blæser buen ud. Nogle modeller afbryder kun fuld strøm i én retning. Et batteri, der både oplades og aflades, kræver en tovejskontaktor. Halvlederkontaktorer til DC afbryder helt uden lysbue.

Tidsrelæer, overvågningsrelæer og sikkerhedsrelæer

• Tidsrelæ – forsinker til- eller frakobling, blinker eller styrer stjerne-trekant-start af motorer. Eksempel: efterløbstid for en ventilator.
• Overvågningsrelæ – overvåger spænding, strøm, frekvens, faserækkefølge eller cos φ og udløser, når en værdi kommer uden for grænsen. Eksempel: frekvensovervågning på et nødstrømsanlæg.
• Sikkerhedsrelæ – overvåger nødstop, afskærmninger og lysgardiner. Det har tvangsstyrede kontakter og to kanaler og vælges efter det performance level (PL efter EN ISO 13849-1), som risikovurderingen kræver.

Hvilken skal du vælge? Anvendelseseksempler

• Fabrikker – mellemrelæer til magnetventiler, SSR til svejsebakker i pakkemaskiner, kontaktorer til transportbånd.
• Køretøjer og mobile maskiner – hovedkontaktorer i eltrucks, elbusser og minemaskiner.
• Energi – batterilagre og solcelleanlæg på 1 000–1 500 V DC, frekvensovervågning på generatorer.
• Infrastruktur – pumpestationer med pumpeskifterelæ og tidsrelæer i ventilation.
• Luftfart og forsvar – hermetisk tætte relæer til −70 til +125 °C.
• Laboratorier og medicoteknik – lydløse SSR til varme i inkubatorer og analyseudstyr.

Fem almindelige fejl

1. SSR uden tilstrækkelig køleprofil. Mærkestrømmen gælder kun med korrekt køling. Regn med temperaturen inde i tavlen.
2. AC-mærket relæ på DC. Mærkningen 10 A 250 V AC siger intet om DC. Kontrollér DC-data i databladet.
3. Forkert brugskategori. En kontaktor klarer mere strøm ved resistiv last (AC-1) end ved motorer (AC-3). Dimensionér efter lasten.
4. Lækstrømmen bliver glemt. Et frakoblet SSR lækker nogle få milliampere – nok til, at en LED-lampe gløder svagt, eller en PLC-indgang læser et 1-tal.
5. Intet beskyttelseskredsløb. Induktive laster giver spændingsspidser, når de afbrydes, og lamper og kondensatorer giver høje indkoblingsstrømme. Brug friløbsdiode, RC-led eller varistor.

Relæer og kontaktorer hos SCN

Vi har mellemrelæer fra Mibbo og Tele Haase, halvlederrelæer fra Celduc, Mibbo og Nominal Controls, køleprofiler og tilbehør til SSR fra Celduc og højspændingskontaktorer til DC fra Gigavac og Rincon Power. Tidsrelæer og overvågningsrelæer kommer fra Tele Haase og hermetiske relæer til luftfart fra Leach.

Eksempler fra vores sortiment

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen på et relæ og en kontaktor?

Begge har en spole, der trækker mekaniske kontakter. En kontaktor er bygget til større strømme og har ofte tre hovedkontakter til trefase. Relæer bruges primært til styresignaler og mindre laster.

Kan et halvlederrelæ erstatte en kontaktor?

Ofte, hvis lasten kobles hyppigt, og du kan køle varmen væk. Til motorer, og hvor du ønsker et luftgab i frakoblet tilstand, er en kontaktor som regel bedre.

Hvorfor bliver mit halvlederrelæ varmt?

Halvlederen har et spændingsfald på cirka 1–1,5 V, hvilket giver 1–1,5 W varme pr. ampere. Uden køleprofil bliver relæet for varmt allerede ved nogle få ampere.

Kan jeg bruge et AC-relæ til jævnstrøm?

Kun inden for de DC-data, der står i databladet. De er ofte meget lavere, fordi en lysbue ved DC er sværere at slukke.

Hvad er et mellemrelæ?

Et relæ mellem styresystemet og lasten. Det adskiller PLC-udgangen fra lasten og lader en svag udgang styre en større strøm eller en anden spænding.