Mis on staatiline relee: töö ja selle rakendused

Tahkis olek relee staatiline relee käivitati esmakordselt 1960. aastal. Nagu nimigi ütleb, tähendab staatilise relee termin staatiline, et sellel releel pole liikuvaid osi. Võrreldes elektromehaanilise releega on selle relee eluiga pikem ja reageerimiskiirus kiirem. Need releed olid kavandatud pooljuhtseadmetena, mis sisaldavad integraallülitused , transistorid, väikesed mikroprotsessorid, kondensaatorid jne Nii need releede tüübid asendada peaaegu kõik funktsioonid, mida elektromehaanilise relee kaudu varem täideti. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet a staatiline relee – rakendustega töötamine.

Mis on staatiline relee?

Elektriliselt töötavat lülitit, millel pole liikuvaid osi, nimetatakse staatiliseks releeks. Seda tüüpi relee puhul saavutatakse väljund lihtsalt statsionaarsete komponentide, näiteks magnet- ja elektroonilised ahelad . Staatilisi releesid võrreldakse elektromehaanilist tüüpi releedega, kuna need releed kasutavad lülitustoimingute sooritamiseks liikuvaid osi. Kuid mõlemat releed kasutatakse elektriahelate juhtimiseks, kasutades lülitit, mis on avatud või suletud elektrilise sisendi alusel.

Seda tüüpi releed on mõeldud peamiselt sarnaste funktsioonide täitmiseks elektroonilise vooluahela juhtimise abil, nagu elektromehaaniline relee, kasutades elemente või liikuvaid osi. Staatiline relee sõltub peamiselt mikroprotsessorite, analoogsete pooljuhtlülituste või digitaalsete loogikaahelate konstruktsioonidest.

Staatiline relee plokkskeem

Staatilise relee plokkskeem on näidatud allpool. Selle plokkskeemi staatilised relee komponendid hõlmavad peamiselt alaldit, võimendit, o/p-seadet ja relee mõõteahelat. Siin sisaldab relee mõõteahel tasemeandureid, loogilist väravat ja komparaatoreid, nagu amplituud ja faas.

Ülaltoodud plokkskeemil on ülekandeliin lihtsalt ühendatud voolutrafoga (CT) või potentsiaalne trafo (PT), nii et ülekandeliin annab sisendi CT/PT-le.

väljund voolutrafo antakse alaldi sisendina, mis alaldab sisend AC signaali alalisvoolu signaaliks. See alalisvoolu signaal antakse relee mõõteseadmele.

Mõõteüksuse relee teostab staatilises releesüsteemis kõige olulisemat vajalikku toimingut, tuvastades sisendsignaali taseme kogu tasemedetektorites ja hinnates signaali suurust ja faasi kõigis komparaatorites, et sooritada loogikavärava toiminguid.

Selles relees kasutatakse kahte tüüpi komparaatoreid amplituudi ja faasi komparaatoreid. Amplituudikomparaatori põhiülesanne on võrrelda sisendsignaali suurust, samas kui faasikomparaatorit kasutatakse sisendkoguse faasimuutuste võrdlemiseks.

Relee mõõteseade o/p antakse võimendile nii, et see võimendab signaali suurust ja edastab selle o/p seadmesse. Seega tugevdab see seade väljalülitusmähist nii, et see lülitab välja CB (kaitselüliti).

Võimendi tööks vajab relee ja o/p seadme mõõteseade täiendavat alalisvoolu. Nii et see on selle staatilise relee peamine puudus.

Staatilise relee tööpõhimõte

Staatilise relee tööpõhimõte seisneb esiteks selles, et voolutrafo/potentsiaalitrafo võtab ülekandeliinilt vastu sisendpinge/voolusignaali ja annab selle alaldile. Pärast seda muudab see alaldi vahelduvvoolu signaali DC-ks ja see antakse relee mõõtesõlmele.

Nüüd tuvastab see mõõteseade sisendsignaali taseme ja seejärel võrdleb signaali suurust ja faasi mõõteseadmes oleva komparaatoriga. See võrdlusseade võrdleb i/p signaali, et teha kindlaks, kas signaal on defektne või mitte. Pärast seda võimendab see võimendi signaali suurust ja edastab selle o/p-seadmesse, et aktiveerida kaitselüliti väljalülitamiseks väljalülitusmähis.

Staatilise relee tüübid

Saadaval on erinevat tüüpi staatilisi releed, mida käsitletakse allpool.

• Elektroonilised releed.
• Anduri releed.
• Transistoride releed.
• Alaldi sildreleed.
• Gaussi efekti releed.

Elektrooniline relee

Elektrooniline relee on teatud tüüpi elektrooniline lüliti, mida kasutatakse vooluahela kontaktide juhtimiseks avamise ja sulgemise teel ilma mehaanilise tegevuseta. Seega kasutatakse seda tüüpi relees ülekandeliini kaitsmiseks praegust kandja pilootülekande meetodit. Seda tüüpi releedes kasutatakse elektroonilisi ventiile peamiselt mõõteühikutena.

Anduri relee

Andurireleed on tuntud ka kui magnetvõimendi releed, mis on mehaaniliselt väga lihtsad ja kuigi mõned neist võivad olla elektriliselt vähe keerulised, ei muuda see nende töökindlust. Kuna nende töö sõltub enamasti statsionaarsetest komponentidest, mille omadused on lihtsalt ette määratud ja kontrollitud. Seega on neid elektromehaaniliste releedega võrreldes väga lihtne projekteerida ja testida. Nende releede hooldus on praktiliselt tühine.

Transistori relee

Transistori relee on kõige sagedamini kasutatav staatiline relee, kus selle relee transistor töötab trioodina, et ületada elektrooniliste ventiilide põhjustatud piirangud. Selles relees kasutatakse transistori võimendusseadmena ja lülitusseadmena, mis muudab selle sobivaks mis tahes funktsionaalsete omaduste saavutamiseks. Üldiselt ei saa transistorahelad täita ainult vajalikke releefunktsioone, vaid tagavad ka vajaliku paindlikkuse, et vastata erinevatele releenõuetele.

Alaldi sildreleed

Alaldi silla releed on pooljuhtdioodide arendamise tõttu väga kuulsad. Selline relee sisaldab polariseeritud liikuvat raudreleed ja liikuvat mähist ning kahte alaldi silda. Levinumad on alaldussildadel põhinevad releekomparaatorid, mida saab korraldada kas amplituudi- või faasikomparaatoritena.

Gaussi efekti releed

Mõnede metallide ja pooljuhtide eritakistus muutub madalamatel temperatuuridel, kui need puutuvad kokku releede magnetväljaga, mida tuntakse Gaussi efekti releena. See efekt sõltub peamiselt sügavuse ja laiuse suhtest ja suureneb selle suhte suurenedes. Seda efekti täheldatakse lihtsalt mõnede metallide puhul toatemperatuuril, nagu vismut, indium Magneto, indiumarseniid jne. Seda tüüpi releed on Halli efekti releega võrreldes lihtsama vooluahela ja ehituse tõttu paremad. Kuid Gaussi efekt staatilistes releedes on kristalli kõrge hinna tõttu piiratud. Seega pole polarisatsioonivool vajalik ja väljund on suhteliselt suurem.

Kuidas ühendada staatiline relee mikrokontrolleriga

Allpool on näidatud pooljuhtrelee või staatilise relee liidestamine mikrokontrolleritaolise Arduino plaadiga. Peamine erinevus tavaliste releede ja SSR-i vahel on; tavaline relee on mehaaniline, samas kui SSR pole mehaaniline. See staatiline relee kasutab suure võimsusega koormuste juhtimiseks optroni mehhanismi. Sarnaselt mehaanilistele releedele pakuvad need releed lihtsalt elektriisolatsiooni kahe ahela vahel ning optoisolaator töötab nagu lüliti kahe ahela vahel.

Staatilistel releedel on mehaaniliste releetega võrreldes mõned eelised, näiteks neid saab sisse lülitada väga madalama alalispingega, näiteks 3 V alalisvooluga. Need releed juhivad suure võimsusega koormusi, nende lülituskiirus on suurem kui mehaanilistel releedel. Lülitamise ajal ei tekita see heli, kuna relees pole mehaanilist komponenti.

Selle liidese peamine eesmärk on mõõta ruumi temperatuuri ja see lülitab vahelduvvoolu SISSE/VÄLJA vastavalt toatemperatuurile. Selleks kasutatakse DHT22 temperatuuriandurit, mis on põhiline ja odav niiskus- ja temperatuuriandur.

Selle liidese nõutavad komponendid hõlmavad peamiselt Crydom SSR-i, Arduino, DHT22 temperatuuriandurit jne. Ühendage ühendused vastavalt alltoodud liidestele.

See andur kasutab ümbritseva temperatuuri mõõtmiseks termistorit ja mahtuvuslikku niiskusandurit. See annab digitaalse väljundsignaali andmepistikul. Sellel anduril on üks puudus; uusi andmeid saate sealt ainult iga kahe sekundi järel. Temperatuuriandur DHT22 on DHT11 anduri täiendus, kuid selle DHT22 anduri niiskusvahemik on täpsem kui dht11.

Ülaltoodud liideses töötab pooljuhtrelee otse Arduino digitaalsetest kontaktidest. See relee vajab teise vooluahela aktiveerimiseks 3–32 volti alalisvoolu. Väljundküljel saate lihtsalt ühendada maksimaalse koormuse 240 V vahelduvvoolu ja kuni 40 A vooluga.

Arduino kood

Laadige Arduino tahvlile üles järgmine kood.

#include 'DHT.h'
#define DHTPIN 2 //DHT22 digitaalne viik Arduino viiguga ühendusele
// Tühista kasutatava anduri kommentaarid, ma kasutan DHT22
//#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Initsialiseeri DHT andur.
DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println('DHT22 test!');
pinMode(7, VÄLJUND); //SSR-i sisse/välja lülitamise kontakt
dht.begin(); //Anduri töö alustamine
}
void loop() {
viivitus (2000); //2-sekundiline viivitus
// Temperatuuri või niiskuse lugemiseks kulub umbes 250 millisekundit!
// Anduri näidud võivad olla ka kuni 2 sekundit 'vanad' (see on väga aeglane andur)
// Temperatuuri lugemine Celsiuse järgi (vaikeseade)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print('Temperatuur:');
Serial.print(t); //Prinditemperatuur jadamonitoril
Serial.print(' *C ');
if(t<=22){ //Temperatuur alla 22 *C lülitage AC (konditsioneer) välja
digitalWrite(7, LOW);
}
if(t>=23){ //Temperatuur üle 22 *C lülitage AC (konditsioneer) sisse
digitalWrite(7, HIGH);
}
}

Ülaltoodud Arduino koodis on esmalt kaasatud DHT temperatuurianduri raamatukogu. See raamatukogu kehtib eriti erinevate temperatuuriandurite jaoks, nagu DHT11, DHT21 ja DHT22, nii et saame kasutada neid kolme andurit sarnase raamatukoguga.

Siin lülitatakse vahelduvvoolu ON/VÄLJA Celsiuse kraadi juures. Kui toatemperatuur on alla 22 kraadi Celsiuse järgi, lülitub relee VÄLJA ja kui ruumi temperatuur tõuseb, lülitub relee SISSE ja lülitub vahelduvvoolu automaatselt SISSE. Iga näidu vahel on kaks sekundit, et veenduda, kas temperatuuriandur on värskendanud näitu või mitte, mis ei ole sama, mis enne näitu.

Siin on peamiseks puuduseks see, et kui ruumi temperatuur tõuseb 30 kraadini, läheb relee kuumaks. Nii et jahutusradiaator tuleb paigaldada koos releega.

Staatiline relee vs elektromagnetrelee

Staatilise relee ja elektromagnetilise relee erinevus hõlmab järgmist.

Eelised ja miinused

The staatilise relee eelised sisaldama järgmist.

• Need releed tarbivad väga vähem energiat.
• See relee annab väga kiire reageerimise, kõrge töökindluse, täpsuse ja pika eluea ning on põrutuskindel.
• See ei sisalda termosalvestusprobleeme
• Seda tüüpi relee võimendab i/p signaali, mis suurendab nende tundlikkust.
• Soovimatu komistamise võimalus on väiksem.
• Nendel releedel on maksimaalne vastupidavus löögile, nii et neid saab hõlpsasti kasutada maavärinaohtlikes piirkondades.
• See vajab vähem hooldust.
• Sellel on väga kiire reageerimisaeg.
• Seda tüüpi releed on vastupidavad löökidele ja vibratsioonile.
• Sellel on väga kiire lähtestamisaeg.
• See töötab väga pikka aega
• See tarbib väga vähem energiat ja saab toidet teisesest alalisvooluallikast

The staatiliste releede puudused sisaldama järgmist.

• Selles relees kasutatavad komponendid reageerivad ülimalt elektrostaatiliste lahenduste suhtes, mis tähendab ootamatuid elektronide voogusid laetud objektide vahel. Seega on komponentide jaoks vajalik spetsiaalne hooldus, et see ei mõjutaks elektrostaatilisi laenguid.
• Seda releed mõjutavad kergesti kõrgepinge liigpinged. Seega tuleb võtta ettevaatusabinõusid, et vältida kahjustusi pinge hüppe ajal.
• Relee töö sõltub peamiselt ahelas kasutatavatest komponentidest.
• Sellel releel on väiksem ülekoormusvõime.
• Võrreldes elektromagnetreleega on see relee äärmiselt kulukas.
• Seda relee konstruktsiooni mõjutavad lihtsalt ümbritsevad häired.
• Need reageerivad pinge transientidele.
• Nendes releedes kasutatavad pooljuhtseadmete omadused, nagu dioodid, transistorid jne, muutuvad temperatuuri ja vananemise tõttu.
• Nende releede töökindlus sõltub peamiselt paljudest väikestest komponentidest ja nende ühendustest.
• Nendel releedel on elektromehaaniliste releedega võrreldes väiksem lühiajaline ülekoormusvõime.
• Selle relee tööd võib komponentide vananemine lihtsalt mõjutada.
• Seda relee töökiirust piirab komponendi mehaaniline inerts.
• Need ei kehti ärilistel eesmärkidel.

Rakendused

The staatilise relee rakendused sisaldama järgmist.

• Neid releesid kasutatakse laialdaselt kauguskaitsega EHV-A.C ülekandeliinide väga suure kiirusega kaitsesüsteemides.
• Neid kasutatakse ka maandus- ja liigvoolukaitsesüsteemides.
• Neid kasutatakse pika ja keskmise ülekande kaitseks.
• Seda kasutatakse paralleelsöötjate kaitsmiseks.
• See tagab seadme varuohutuse.
• Neid kasutatakse omavahel ühendatud ja T-ühendusega liinides.

Seega on see kõik umbes staatilise relee ülevaade – rakendustega töötamine. Neid releesid nimetatakse ka pooljuhtlülititeks, mida kasutatakse koormuse juhtimiseks sisse- ja väljalülitamisega, kui seadme sisendklemmidele on antud väline pinge. Need releed on pooljuhtseadmed, mis kasutavad sisend- ja väljundlülitustoimingute tegemiseks pooljuht-pooljuhtide elektrilisi omadusi, nagu MOSFET, transistorid ja TRIAC. Siin on teile küsimus, mis on elektromagnetrelee?