Relä, halvledarrelä eller kontaktor? Så väljer du rätt

Vad är skillnaden mellan relä, halvledarrelä och kontaktor?

Ett relä har en spole som drar en rörlig kontakt när den får ström. Styrsidan och lastsidan är elektriskt åtskilda. På DIN-skena låter mellanreläer en PLC-utgång styra en ventil eller lampa.

Ett halvledarrelä, SSR (solid state relay), har inga rörliga delar. Styrsignalen tänder en lysdiod i en optokopplare, och ljuset styr en tyristor, triac eller MOSFET som leder lastströmmen. Kopplingen blir tyst och slitagefri. Priset är värme och en liten läckström även i frånslaget läge.

En kontaktor är i princip ett relä byggt för stor effekt. Den har oftast tre huvudkontakter för trefas, släckkammare för ljusbågen och plats för hjälpkontakter. Kontaktorer för AC provas enligt IEC 60947-4-1 med brukskategorier, till exempel AC-1 för resistiv last och AC-3 för start och stopp av asynkronmotorer.

Värme, kylfläns och nollgenomgång – det du behöver veta om SSR

Ett tyristorbaserat SSR har ett spänningsfall på ungefär 1–1,5 V. Som tumregel blir det 1–1,5 W värme per ampere, så ett SSR som leder 25 A måste bli av med 25–40 W. Kylflänsens förmåga anges som termisk resistans i K/W – ju lägre, desto bättre. I ett räkneexempel från Celduc behöver ett SSR som leder 40 A vid 30 °C omgivning en kylfläns på 1,2 K/W.

Ett SSR med nollgenomgångstillslag (zero cross) slår till först när växelspänningen passerar noll. Det ger mindre störningar och passar resistiva laster som värmeelement. Ett SSR med momentant tillslag (random) slår till direkt och passar induktiva laster som transformatorer, där tillslag i nollgenomgången kan ge stora inkopplingsströmmar.

AC eller DC: därför är likström svårare att bryta

När kontakter öppnar under last bildas en ljusbåge. Vid växelström passerar strömmen noll 100 gånger per sekund (50 Hz), och bågen slocknar senast vid nästa nollgenomgång. Likström har ingen nollgenomgång. Bågen kan brinna vidare och förstöra kontakterna. Därför klarar ett relä som är märkt 250 V AC ofta bara 30 V DC vid samma ström.

I batterisystem, elfordon och solcellsanläggningar används därför högspänningskontaktorer för DC, för 400–1 500 V. Kontakterna sitter i en hermetiskt tät, gasfylld kammare av keramik, och magneter blåser ut bågen. Vissa modeller bryter full ström bara i en riktning. Ett batteri som både laddas och laddas ur behöver en dubbelriktad kontaktor. Halvledarkontaktorer för DC bryter helt utan ljusbåge.

Tidsreläer, övervakningsreläer och säkerhetsreläer

• Tidsrelä – fördröjer till- eller frånslag, blinkar eller styr stjärn-triangelstart av motorer. Exempel: eftergångstid för en fläkt.
• Övervakningsrelä – vaktar spänning, ström, frekvens, fasföljd eller cos φ och löser ut när ett värde hamnar utanför gränsen. Exempel: frekvensvakt på ett reservkraftverk.
• Säkerhetsrelä – övervakar nödstopp, skyddsgrindar och ljusridåer. Det har tvångsstyrda kontakter och två kanaler, och väljs efter den prestandanivå (PL enligt EN ISO 13849-1) som riskbedömningen kräver.

Vilken ska du välja? Användningsexempel

• Fabrik – mellanreläer till magnetventiler, SSR för svetsbackar i förpackningsmaskiner, kontaktorer för transportband.
• Fordon och mobila maskiner – huvudkontaktorer i eltruckar, elbussar och gruvmaskiner.
• Energi – batterilager och solcellsanläggningar på 1 000–1 500 V DC, frekvensvakter på generatorer.
• Infrastruktur – pumpstationer med pumpväxlingsrelä och tidsreläer i ventilation.
• Flyg och försvar – hermetiskt täta reläer för −70 till +125 °C.
• Laboratorium och medicinteknik – tysta SSR för värme i inkubatorer och analysutrustning.

Fem vanliga misstag

1. SSR utan tillräcklig kylfläns. Märkströmmen gäller bara med rätt kylning. Räkna med temperaturen inne i skåpet.
2. AC-märkt relä på DC. Märkningen 10 A 250 V AC säger inget om DC. Kontrollera DC-data i databladet.
3. Fel brukskategori. En kontaktor klarar mer ström för resistiv last (AC-1) än för motorer (AC-3). Dimensionera efter lasten.
4. Läckströmmen glöms bort. Ett frånslaget SSR läcker några milliampere – nog för att en LED-lampa glimmar eller en PLC-ingång läser en etta.
5. Ingen skyddskrets. Induktiva laster ger spänningstoppar när de bryts, och lampor och kondensatorer ger höga inkopplingsströmmar. Använd frihjulsdiod, RC-länk eller varistor.

Reläer och kontaktorer hos SCN

Vi har mellanreläer från Mibbo och Tele Haase, halvledarreläer från Celduc, Mibbo och Nominal Controls, kylflänsar och tillbehör för SSR från Celduc och högspänningskontaktorer för DC från Gigavac och Rincon Power. Tidsreläer och övervakningsreläer kommer från Tele Haase, och hermetiska reläer för flyg från Leach.

Exempel ur vårt sortiment

Vanliga frågor

Vad är skillnaden mellan ett relä och en kontaktor?

Båda har en spole som drar mekaniska kontakter. En kontaktor är byggd för större strömmar och har ofta tre huvudkontakter för trefas. Reläer används främst för styrsignaler och mindre laster.

Kan ett halvledarrelä ersätta en kontaktor?

Ofta, om lasten kopplas ofta och du kan kyla bort värmen. För motorer och där du vill ha ett luftgap i frånslaget läge är en kontaktor oftast bättre.

Varför blir mitt halvledarrelä varmt?

Halvledaren har ett spänningsfall på ungefär 1–1,5 V, vilket ger 1–1,5 W värme per ampere. Utan kylfläns blir reläet för varmt redan vid några ampere.

Kan jag använda ett AC-relä för likström?

Bara inom de DC-data som står i databladet. De är ofta mycket lägre, eftersom en ljusbåge vid DC är svårare att släcka.

Vad är ett mellanrelä?

Ett relä mellan styrsystemet och lasten. Det skiljer PLC-utgången från lasten och låter en svag utgång styra en större ström eller en annan spänning.