Este documento describe el funcionamiento y tipos de relés de estado sólido (SSR). Un SSR es un dispositivo electrónico que funciona de manera similar a un relé electromecánico pero sin partes móviles. Funciona mediante un acoplamiento óptico que convierte la señal de entrada en una señal luminosa que activa un semiconductor para conmutar la carga. Existen diferentes tipos de SSR como de conexión a paso por cero, instantánea o a pico de tensión.

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Instituto Tecnológico de
Tlalnepantla
Alumnos:
Jiménez Martínez Alberto 19250354
Rosas Barajas María José 19250361
Nombre del trabajo:
RELE DE ESTADO SOLIDO - SSR
Fecha de entrega:
01 de abril de 2022
Módulo:
Control de Maquinas Eléctricas
Carrera:
Ingeniería Eléctrica

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Relé electromecánico
y Relé convencional
Un relé electromecánico es un equipo que es utilizado en las industrias para
desunir conexiones eléctricas. Funciona con un voltaje menor a la intensidad
que va a consumir y está conformado por un electroimán y una bobina que se
encuentra alrededor del núcleo que es el que mueve la herradura.
El Relé o relevador es un interruptor operado magnéticamente. El relé se
activa o desactiva (dependiendo de la conexión) cuando el electroimán, que
forma parte del relevador, es energizado (le ponemos un voltaje entre sus
terminales para que este se active).

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Funcionamiento del Relé:
Si el electroimán está activo jala
el brazo (armadura) y conecta
los puntos C y D.
Si el electroimán se desactiva,
conecta los puntos D y E.
De esta manera se puede
conectar un dispositivo, cuando
el electroimán está activo, y otro
diferente, cuando está inactivo.
Relé o Relevador (interruptor operado
magnéticamente) – composición interna
relés con dos contactos

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Es importante saber cual es la resistencia (impedancia) del
bobinado del electro-imán (lo que está entre los terminales A y B)
que activa el relevador y con cuanto voltaje este se activa.
Este voltaje y esta resistencia nos informan que magnitud debe de
tener la señal que activará el relevador y cuanta corriente se debe
suministrar a este.
Lo rigüe:
La corriente se obtiene con ayuda
de la Ley de Ohm:
I = V/R
donde:
•I es la corriente necesaria para
activar el relé.
•V es el voltaje necesario para
activar el relé.
•R es la resistencia (impedancia)
del bobinado.

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Tipos
 Relés de estado sólido (SSR). Se Hablara a continuación
 Relés industriales. Manejan altas corrientes y son de larga duración.
 Relés con enclavamiento. Dispositivos que se activan o desactivan con un
pulso. Dependiendo de la polaridad del pulso cambia la posición de los
contactos.
 Relés térmicos. Se utilizan para proteger motores contra una sobre-
temperatura. Cuando la temperatura llega a determinado nivel, el relé se
activa y desconecta el contactor que a su vez deshabilita el motor.

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Tipo
 Relés reed. Este dispositivo es muy básico y de pequeño tamaño. Algunos vienen
en una cápsula de vidrio y otros con encapsulado metálico para evitar que
campos magnéticos externos activen el relevador .
 Relés de mercurio de lámina húmeda. Son dispositivos interruptor de lengüeta
sellado herméticamente. Interiormente tiene una gota de mercurio que humedece
los contactos, dándoles una vida más larga y evitando los rebotes que aparecen
cunado estos se activan.
 Los contactores. Estos dispositivos tienen el mismo principio de funcionamiento
del relé. En este caso los valores de corriente, voltaje o potencia son muy grandes
y el dispositivo debe tener características que soporten estos valores.

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Relé de estado sólido
Relé de Estado Sólido o SSR (Solid
State elay) es un dispositivo interruptor
electrónico que conmuta el paso de la
electricidad cuando una pequeña
corriente es aplicada en sus terminales de
control.
En pocas palabras
Es un dispositivo electrónico que
funciona casi igual que el relé
electromecánico pero a diferencia de
éste, no tiene partes móviles.

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Los SSR consisten en un sensor que responde a una entrada
apropiada (señal de control)
Un interruptor electrónico de estado sólido que conmuta el
circuito de carga
Un mecanismo de acoplamiento a partir de la señal de control
que activa este interruptor sin partes mecánicas.
El relé puede estar diseñado para conmutar corriente alterna o
continua.
En el relé convencional las partes móviles son la armadura y los
contactos que permiten pasar de un estado a otro.(En el SSR
ésto se logra con semiconductores).
Relé de estado sólido
Principales caracteristicas

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Estructura interna de un SSR típico
De el circuito se observa que la señal de entrada está
aislada de la señal de salida. Esto se logra convirtiendo la
señal de entrada en una señal óptica.

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Acoplamiento de un SSR
1. La señal de control debe
acoplarse al circuito de control de
una forma que se
produzca aislamiento
galvánico entre los dos circuitos.
2. La mayoría de los SSR
utilizan acoplamiento óptico.
3. El voltaje de control enciende
un LED interno que ilumina y
activa un diodo
fotosensible (fotovoltaico); la
corriente del diodo activa
un tiristor, SCR, o MOSFET para
conmutar la carga.
4. El opto acoplamiento permite que
el circuito de control
esté eléctricamente aislado de la
carga.
El aislamiento galvánico consiste en la
separación de partes funcionales de un
circuito eléctrico para prevenir el
traspaso de portadores de carga.
Un optoacoplador, también
llamado optoaislador o aislador
acoplado ópticamente, es un
dispositivo de emisión y recepción
que funciona como un interruptor
activado mediante la luz emitida por
un diodo led que satura un
componente optoelectrónico,
normalmente en forma
de fototransistor o fototriac.

11. z Funcionamiento de un relé de estado sólido.
1. En el circuito de entrada el componente principal es un
LED que convierte la señal de activación en una señal
luminosa.
2. La señal luminosa es recibida por un foto-transistor o
similar y la convierte en una señal eléctrica. En esta parte
del circuito de salida hay un circuito de disparo, que se
encarga de activar el componente principal, que en este
caso es un Triac.
3. El circuito se activa cuando en los terminales de entrada se
aplica un voltaje igual o superior al especificado para el SSR
y se desactiva cuando este voltaje es menor.
4. Un circuito de control (Circuito de disparo) determina el
momento en que el componente de salida (un Triac) es
activado y permite el paso de la corriente hacia la carga.

12. z
Funcionamiento de un relé de estado
sólido.

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Tipos de SSR – Relé de Estado Sólido
Zero-switching SSR / ZS: (Conexión de paso por cero)
Éste tipo de SSR es el más común. El
voltaje de salida se activa cuando la
señal alterna, pasa por el cruce por
cero y se mantiene así hasta el cruce
por cero que sigue a la des-activación
de la señal de control.
Nota: cuando el voltaje en la carga está en el
cruce por cero el consumo de corriente es nulo.

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Tipos de SSR – Relé de Estado Sólido
Instant ON SSR / IO (Conexión instantánea)
Éste tipo de SSR activa la salida (aplica el
voltaje a la carga) en el mismo instante que
se aplica la señal de control y se mantiene
hasta el cruce por cero que sigue a la
desaparición de la señal de control.
Se utiliza para controlar a aplicaciones con más precisión.

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Tipos de SSR – Relé de Estado Sólido
Peak Switching SSR / PS (conexión a pico de tensión)
Éste tipo de relé, aplica el voltaje a la
carga en el primer pico de voltaje que
alimenta la misma, después de que se
aplica la señal de control, y se
mantiene hasta el cruce por cero que
sigue a la desaparición de la señal de
control.

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Tipos de SSR – Relé de Estado Sólido
Analog Switching SSR / AS (Conexión analógica)
Este dispositivo tiene muchas
posibilidades de salidas de voltaje y es
proporcional al voltaje o la corriente de
entrada. Tiene internamente un
circuito sincronizador que ejerce
control de fase / ángulo.
Son ideales para arranques abajo voltaje
(Soft Starting) o para limitar la corriente
inicial sobre la carga (In Rush current).

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Ventajas y desventajas de los relés de
estado sólido
Ventajas de los SSR
1. Aislamiento galvánico.
2. Baja corriente de entrada. En el orden de los
miliamperios.
3. Mayor tiempo de vida (por menor desgaste)
4. No hay saltos de corriente propios de los
contactos de un relé.
5. Operación silenciosa, debido a que no tiene
partes mecánicas móviles.
6. Menor tiempo de respuesta (en el orden de
los milisegundos)
7. Puede manejar grandes corrientes de carga
(hasta 100 A)
Desventajas de los SSR
1. Pérdida de potencia en el circuito de salida
debido a la caída de voltaje en el
semiconductor que activa la carga.

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