Calculadora de relé de estado sólido (SSR) e dissipador

O relé de estado sólido para resistência se escolhe pela corrente de projeto, na temperatura do painel, e não só pela corrente da carga. Informe a ligação, a tensão, a potência e a temperatura do painel, e veja a corrente, o calor, o dissipador e o SSR West que cobre a carga.

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Como a conta é feita

Corrente por fase: monofásica, I = P / U; trifásica equilibrada, I = P / (U x 1,732), com U entre fases. A conta bate com as tabelas da nota de aplicação de fabricante de relé de estado sólido para monofásica a 100 V e trifásica a 380 V.
Corrente de projeto: a corrente vezes 1,4 na resistência que puxa mais a frio, vezes a folga que você escolher. Ela só escolhe a corrente nominal do SSR.
Calor no SSR: cerca de 1,0 a 1,5 W por ampère da corrente de regime, por fase, segundo catálogo de fabricante de relé de estado sólido.
Dissipador: Rth = (Tj máx - T do painel) / Pd - Rthjc - Rthcr, com Pd vezes as fases do SSR, segundo white paper de fabricante de relé de estado sólido. Sem a Tj, a Rthjc e a Rthcr do datasheet, não há número. A conta vale para um SSR de 2 ou 3 fases num dissipador só; com um SSR de 1 fase por fase, cada um no seu dissipador, use a ligação monofásica com a corrente por fase.

SSR West (PMA): corrente e dissipador

Corrente nominal (Ie) de cada modelo e o dissipador que a folha pede para ela, com o painel a 40 °C e a 50 °C. A corrente cai a partir de 40 °C, e a operação vai de -25 a 60 °C. A Imax da folha não é a corrente de uso: vale a Ie, que depende da ligação e do resfriamento. Com borne de mola, até cerca de 20 A com um condutor.

Modelo	Fases	Ligação	A 40 °C (IEC 60947-4-3)	A 50 °C (UL/CSA)	Perda na corrente máxima
3RF2120	1 fase	qualquer	20 A, dissipador de até 1,7 K/W	20 A, dissipador de até 1,3 K/W	28,5 W com 20 A
3RF2130	1 fase	parafuso	30 A, dissipador de até 0,79 K/W	30 A, dissipador de até 0,56 K/W	44 W com 30 A
3RF2150	1 fase	parafuso	50 A, dissipador de até 0,48 K/W	50 A, dissipador de até 0,33 K/W	66 W com 50 A
3RF2150	1 fase	terminal de anel M5	50 A, dissipador de até 0,48 K/W	50 A, dissipador de até 0,33 K/W	66 W com 50 A
3RF2170	1 fase	parafuso	50 A, dissipador de até 0,77 K/W	50 A, dissipador de até 0,6 K/W	94 W com 70 A
3RF2190	1 fase	parafuso	50 A, dissipador de até 0,94 K/W	50 A, dissipador de até 0,85 K/W	118 W com 88 A
3RF2190	1 fase	terminal de anel M5	88 A, dissipador de até 0,22 K/W	83 A, dissipador de até 0,19 K/W	118 W com 88 A
3RF2230	2 fases	parafuso ou terminal de anel M5	30 A, dissipador de até 0,57 K/W	30 A, dissipador de até 0,44 K/W	81 W com 30 A
3RF2255	2 fases	parafuso ou terminal de anel M5	55 A, dissipador de até 0,18 K/W	55 A, dissipador de até 0,12 K/W	151 W com 55 A
3RF2230	3 fases	parafuso ou terminal de anel M5	30 A, dissipador de até 0,33 K/W	30 A, dissipador de até 0,25 K/W	122 W com 30 A
3RF2255	3 fases	parafuso ou terminal de anel M5	55 A, dissipador de até 0,09 K/W	55 A, dissipador de até 0,05 K/W	226 W com 55 A

Com dissipador incorporado (1 fase)

Valores da folha para 40 °C, com o SSR montado sozinho. Lado a lado, a corrente cai pela curva da folha, menos no 3RF2340, no 3RF2370 e no 3RF2390, que têm a mesma curva montados sozinhos ou lado a lado.

Modelo	Corrente a 40 °C (IEC 60947-4-3)	Corrente a 40 °C (UL/CSA)	Perda na corrente máxima
3RF2310	7,5 A	9,6 A	11 W com 10,5 A
3RF2320	13,2 A	17,6 A	20 W com 20 A
3RF2330	22 A	27 A	33 W com 30 A
3RF2340	33 A	36 A	44 W com 40 A
3RF2350	36 A	45 A	54 W com 50 A
3RF2370	70 A	62 A	83 W com 70 A
3RF2390	88 A	83 A	117 W com 88 A

Comando pelo controlador West

Controlador	Saída SSR	SSR de 1 fase, comando 24 Vcc (liga a partir de 15 V, 20 mA típicos)	SSR de 1 fase, comando 4 a 30 Vcc (liga a partir de 4 V, 20 mA típicos)	SSR de 2 ou 3 fases, comando 4 a 30 Vcc (liga a partir de 4 V, 30 mA típicos)
West 6100+, 8100+ e 4100+	mais de 10 Vcc em 500 Ω	não garante ligar	liga	a folha do controlador dá a tensão até 20 mA; o SSR puxa 30 mA típicos: a equipe da Comander confere na cotação
West N2300	mais de 10 Vcc	não garante ligar	a folha do controlador não dá a corrente da saída; o SSR puxa 20 mA típicos: a equipe da Comander confere na cotação	a folha do controlador não dá a corrente da saída; o SSR puxa 30 mA típicos: a equipe da Comander confere na cotação
MaxVU	mais de 10 Vcc com 20 mA	não garante ligar	liga	a folha do controlador dá a tensão até 20 mA; o SSR puxa 30 mA típicos: a equipe da Comander confere na cotação

Com controlador West, peça o SSR de comando 4 a 30 Vcc. Nesse comando, o SSR West de 1 fase puxa 20 mA típicos, e o de 2 ou 3 fases, 30 mA, segundo as folhas. Com mais de um SSR na mesma saída do controlador, a equipe da Comander confere a ligação do comando antes da cotação.

Antes de ligar

Fusível de semicondutor. A folha do SSR West recomenda fusível de proteção de semicondutor no circuito principal. Segundo nota de aplicação de fabricante de relé de estado sólido, a proteção comum contra curto pode não salvar o SSR: use fusível ultrarrápido (classe gR ou aR, da tabela da folha do SSR) ou, segundo a mesma nota, disjuntor rápido. Para a aprovação UL/CSA, as folhas dos SSR de 2 e 3 fases pedem também dispositivo de proteção contra sobretensão (tensão de corte de até 6000 V, pelo menos 100 J).
Dissipação. O SSR ligado esquenta o tempo todo. Monte num dissipador de alumínio, com a superfície limpa e plana e pasta térmica fina, de 50 a 100 µm, a ponto de ver o metal através dela.
Ventilação. Deixe as aletas na vertical e o ar passar por elas. O painel costuma ser mais quente que a sala: meça lá dentro, perto do SSR. Se passar de 40 °C, a corrente do SSR cai; se precisar, ponha ventilação forçada.
O SSR não secciona. Desligado, ele ainda deixa passar uma corrente de fuga: até 10 mA nos modelos em que a folha dá o número (ela não dá a do 3RF2255). Para mexer na resistência, abra a chave seccionadora ou o disjuntor. Com 2 fases controladas, a 3ª fase fica ligada direto na carga.
Só resistência. A conta vale para carga resistiva com SSR de comutação no zero. Motor, transformador, lâmpada e outras cargas com corrente de partida alta ficam fora: pedem outra conta.

Fontes: folhas de dados dos SSR da PMA, do grupo West (9498-737-52613, 52713, 52913 e 52813); datasheets do 6100+, 8100+ e 4100+ (DS-Px100), do N2300 (DS-N2300-2) e do MaxVU (DS-MV-2); nota de aplicação para carga resistiva (AC-51), white paper sobre a escolha do dissipador (2026), catálogo de dissipadores, guia de dimensionamento (2026) e guia de escolha, de fabricantes de relé de estado sólido; norma IEC 60947-4-3. Os números são os publicados nos documentos; a equipe da Comander confere o código e a aplicação antes da cotação.

Quem troca o contator por um relé de estado sólido (SSR) costuma escolher pela corrente da resistência. Falta conta: a partida a frio, a folga e, principalmente, o calor. O SSR ligado esquenta o tempo todo, e a corrente que ele aguenta cai quando o painel esquenta. A calculadora acima faz essas contas com os números dos fabricantes.

Como chegar à corrente de projeto

Corrente por fase. Na monofásica, I = P / U. Na trifásica equilibrada, I = P / (U x 1,732), com a tensão entre fases. Uma resistência trifásica de 12 kW em 380 V puxa 18,2 A por fase.
Partida a frio. Resistência de fio de níquel-cromo ou constantan pode puxar até 1,4 vez a corrente nominal a frio, segundo nota de aplicação de fabricante de relé de estado sólido. Na dúvida, a calculadora aplica esse fator.
Folga. Guia de fabricante de relé de estado sólido recomenda superdimensionar o SSR, e nenhum fabricante consultado fixa um número. Por isso a calculadora abre sem folga marcada: escolha 1,25, 1,5 ou 2, ou nenhuma.

A corrente de projeto é a corrente vezes a partida a frio vezes a folga: no exemplo, com folga de 1,5, ela vai a 27,3 A. Ela só escolhe a corrente nominal do SSR; o calor e o dissipador saem da corrente de regime.

O calor no SSR e o dissipador

Ligado, o SSR gera cerca de 1,0 a 1,5 W por ampère da carga, em cada fase, segundo catálogo de fabricante de relé de estado sólido. No exemplo trifásico, são de 55 a 82 W no SSR. Esse calor precisa sair por um dissipador de alumínio, com aletas na vertical e o ar passando entre elas.

A corrente do catálogo vale, em geral, a 40 °C. Nos SSR da PMA, do grupo West, ela cai a partir daí, e a folha dá a corrente e o dissipador a 40 °C e a 50 °C. A temperatura que conta é a de dentro do painel, perto do SSR, no pior caso. Ela costuma passar da temperatura da sala: veja como manter a temperatura do painel e, se preciso, ponha ventilação forçada.

Para outro SSR, a conta do dissipador é Rth = (Tj máx - T do painel) / Pd - Rthjc - Rthcr. A Tj máxima costuma ser 125 °C ou 150 °C, e as resistências térmicas estão no datasheet do SSR. Sem esses três dados, não há número.

SSR West (PMA) e o controlador

A Comander fornece toda a linha West, inclusive os SSR da PMA: de 1 fase sem dissipador (20 a 88 A), de 1 fase com dissipador incorporado (7,5 a 88 A a 40 °C) e de 2 ou 3 fases (30 e 55 A). No exemplo, com o painel a 45 °C, a calculadora aponta o 3RF2230-1AC45, de 30 A, com dissipador de até 0,25 K/W.

No comando, a saída SSR do West 6100+ e do West N2300 dá mais de 10 Vcc. Peça o SSR de comando 4 a 30 Vcc, que liga a partir de 4 V: o de 24 Vcc só garante ligar a partir de 15 V. O de 2 ou 3 fases puxa 30 mA no comando: a equipe da Comander confere essa ligação. Os controladores West têm garantia de 3 anos. Para a ligação, veja como ligar o controlador de temperatura.

Resumo

Corrente por fase: P / U na monofásica e P / (U x 1,732) na trifásica.
O SSR se escolhe pela corrente de projeto: a corrente, vezes 1,4 na resistência que puxa mais a frio, vezes a folga.
O SSR esquenta cerca de 1,0 a 1,5 W por ampère: dissipador e ventilação fazem parte da escolha.
Com controlador West, SSR de comando 4 a 30 Vcc, protegido por fusível ultrarrápido para semicondutor, como recomenda a folha do SSR West. O SSR não secciona: desligado, deixa passar até 10 mA nos modelos em que a folha dá o número.

Mande a conta pelo WhatsApp ou pelo formulário: a equipe da Comander confere o código e a aplicação antes da cotação. Para escolher o controlador, veja o guia de controle de temperatura. Para o recorte no painel, use a ferramenta de formatos DIN e recortes.

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Perguntas frequentes Calculadora de SSR e dissipador

Qual folga usar no relé de estado sólido?

Guia de fabricante de relé de estado sólido recomenda superdimensionar, sem fixar um número. A folga é escolha sua. Na resistência de fio de níquel-cromo ou constantan, conte também a partida a frio de 1,4 vez.

Relé de estado sólido precisa de dissipador?

Na prática, sim: a corrente da folha só vale com o dissipador que ela indica, e sem ele o SSR leva bem menos.

SSR de 2 ou de 3 fases na resistência trifásica?

O de 3 fases corta as três. O de 2 fases corta duas, e a terceira vai direto para a carga: a resistência continua ligada à rede com o SSR desligado. Nos dois casos, a corrente por fase é a mesma.

Qual SSR usar com controlador West?

O de comando 4 a 30 Vcc: ele liga a partir de 4 V, e a saída SSR do controlador dá mais de 10 Vcc. O de 24 Vcc só garante ligar a partir de 15 V.

A calculadora serve para motor ou lâmpada?

Não. Ela vale só para resistência de aquecimento, com SSR de comutação no zero. Motor, transformador e lâmpada têm corrente de partida alta e pedem outra escolha.