Što je statički relej: rad i njegove primjene

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Čvrsto stanje relej ili statički relej prvi put je lansiran 1960. godine. Kao što ime sugerira, izraz statički u statičkom releju implicira da ovaj relej nema pokretnih dijelova u sebi. U usporedbi s elektromehaničkim relejem, životni vijek ovog releja je duži i brzina odziva mu je brža. Ovi releji su dizajnirani kao poluvodički uređaji koji uključuju integrirani krugovi , tranzistori, mali mikroprocesori, kondenzatori itd. Dakle, ovi vrste releja zamjenjuju gotovo sve funkcije koje su se ranije obavljale putem elektromehaničkog releja. Ovaj članak govori o pregledu a statički relej – rad s aplikacijama.


Što je statički relej?

Električni prekidač koji nema pokretnih dijelova poznat je kao statički relej. U ovoj vrsti releja, izlaz se jednostavno postiže kroz stacionarne komponente kao što su magnetski i elektronički sklopovi . Statički releji uspoređuju se s elektromehaničkim relejima jer ti releji koriste pokretne dijelove za izvođenje sklopke. Ali oba se releja koriste za upravljanje električnim krugovima pomoću prekidača koji je otvoren ili zatvoren na temelju električnog ulaza.



  Statički relej
Statički relej

Ove vrste releja uglavnom su dizajnirane za obavljanje sličnih funkcija pomoću upravljanja elektroničkim krugom kao što to elektromehanički releji obavljaju pomoću elemenata ili pokretnih dijelova. Statički relej uglavnom ovisi o dizajnu mikroprocesora, analognih poluprovodničkih sklopova ili digitalnih logičkih sklopova.

Blok dijagram statičkog releja

Blok dijagram statičkog releja prikazan je dolje. Statičke komponente releja u ovom blok dijagramu uglavnom uključuju ispravljač, pojačalo, O/P jedinicu i mjerni krug releja. Ovdje mjerni krug releja uključuje detektore razine, logička vrata i komparatore poput amplitude i faze.



  Blok dijagram statičkog releja
Blok dijagram statičkog releja

U gornjoj blok shemi dalekovod je jednostavno spojen na strujni transformator (CT) odn transformator potencijala (PT) tako da prijenosna linija daje ulaz u CT/PT.

Izlaz od strujni transformator daje se kao ulaz u ispravljač koji ispravlja ulazni izmjenični signal u istosmjerni signal. Ovaj istosmjerni signal daje se mjernoj jedinici releja.

  PCBWay

Relej mjerne jedinice obavlja najznačajniju radnju potrebnu unutar statičkog relejnog sustava otkrivanjem razine ulaznog signala kroz detektore razine i procjenom veličine i faze signala kroz komparatore za izvođenje operacija logičkih vrata.

U ovom releju koriste se dvije vrste komparatora amplitudni i fazni komparatori. Glavna funkcija komparatora amplitude je usporedba magnitude ulaznog signala, dok se fazni komparator koristi za usporedbu varijacije faze ulazne veličine.

Mjerna jedinica releja o/p daje se pojačalu tako da ono pojačava magnitudu signala i prenosi ga na o/p uređaj. Tako će ovaj uređaj ojačati zavojnicu za okidanje tako da aktivira CB (prekidač strujnog kruga).

Za rad pojačala, mjerna jedinica releja i o/p uređaja zahtijeva dodatno istosmjerno napajanje. Dakle, ovo je glavni nedostatak ovog statičkog releja.

Princip rada statičkog releja

Rad statičkog releja je, prvo, strujni transformator/potencijalni transformator prima ulazni napon/strujni signal iz dalekovoda i daje ga ispravljaču. Nakon toga ovaj ispravljač mijenja izmjenični signal u istosmjerni i to se daje mjernoj jedinici releja.

Sada ova mjerna jedinica identificira razinu ulaznog signala nakon čega uspoređuje magnitudu i fazu signala s dostupnim komparatorom u mjernoj jedinici. Ovaj komparator uspoređuje i/p signal kako bi se uvjerio je li signal neispravan ili ne. Nakon toga, ovo pojačalo pojačava magnitudu signala i prenosi ga na O/P uređaj kako bi se aktivirala zavojnica za aktiviranje prekidača.

Vrste statičkih releja

Dostupni su različiti tipovi statičkih releja o kojima se govori u nastavku.

  • Elektronički releji.
  • Pretvarački releji.
  • Tranzistorski releji.
  • Releji ispravljačkog mosta.
  • Releji s Gaussovim efektom.

Elektronički relej

Elektronički relej je jedna vrsta elektroničkog prekidača koji se koristi za upravljanje kontaktima kruga otvaranjem i zatvaranjem bez ikakvog mehaničkog djelovanja. Dakle, u ovoj vrsti releja, metoda prijenosa pilota trenutnog nositelja koristi se za zaštitu dalekovoda. U ovoj vrsti releja, elektronički ventili se uglavnom koriste kao mjerne jedinice.

  Elektronički relej
Elektronički relej

Relej pretvornika

Transduktorski relej također je poznat kao relej magnetskog pojačala koji je mehanički vrlo jednostavan i iako neki od njih mogu biti električni malo komplicirani, pa to ne mijenja njihovu pouzdanost. Budući da njihov rad uglavnom ovisi o stacionarnim komponentama čije su karakteristike jednostavno unaprijed određene i provjerene. Stoga ih je vrlo lako dizajnirati i testirati u usporedbi s elektromehaničkim relejima. Održavanje ovih releja je praktički zanemarivo.

  Vrsta pretvarača
Vrsta pretvarača

Tranzistorski relej

Tranzistorski relej je najčešće korišteni statički relej gdje tranzistor u ovom releju radi poput triode kako bi prevladao ograničenja uzrokovana elektroničkim ventilima. U ovom releju, tranzistor se koristi kao uređaj za pojačanje i sklopni uređaj što ga čini prikladnim za postizanje bilo koje funkcionalne karakteristike. Općenito, tranzistorski krugovi ne mogu obavljati samo potrebne funkcije releja, već također pružaju potrebnu fleksibilnost kako bi odgovarali različitim zahtjevima releja.

  Tranzistorski relej
Tranzistorski relej

Ispravljački mostni releji

Releji ispravljačkog mosta vrlo su poznati zbog razvoja poluvodičkih dioda. Ova vrsta releja uključuje polarizirani pomični željezni relej i pomični svitak te također dva ispravljačka mosta. Najčešći su relejni komparatori bazirani na ispravljačkim mostovima, koji mogu biti raspoređeni kao amplitudni ili fazni komparatori.

  Ispravljački most
Ispravljački most

Releji s Gaussovim učinkom

Otpornost nekih metala kao i poluvodiča mijenja se na nižim temperaturama nakon što su izloženi magnetskom polju u relejima, što je poznato kao relej s Gaussovim efektom. Ovaj učinak uglavnom ovisi o omjeru dubine i širine i povećava se s povećanjem unutar tog omjera. Ovaj se učinak jednostavno opaža u nekim metalima na sobnoj temperaturi poput bizmuta, indijevog magneta, indijevog arsenida itd. Ova vrsta releja je bolja u usporedbi s relejima s Hallovim efektom zbog jednostavnijeg sklopa i konstrukcije. Ali Gaussov učinak unutar statičkih releja ograničen je zbog visoke cijene kristala. Dakle, polarizirajuća struja nije potrebna i izlaz je relativno veći.

Kako spojiti statički relej na mikrokontroler

Dolje je prikazano sučelje poluprovodničkog releja ili statičkog releja s Arduino pločom nalik mikrokontroleru. Glavna razlika između normalnih releja i SSR-a je; normalni relej je mehanički dok SSR nije mehanički. Ovaj statički relej koristi mehanizam optokaplera za kontrolu opterećenja velike snage. Slično mehaničkim relejima, ovi releji jednostavno osiguravaju električnu izolaciju između dva strujna kruga, a optoizolator radi poput sklopke između dva kruga.

Statički releji imaju neke prednosti u usporedbi s mehaničkim relejima kao što su oni koji se mogu uključiti s vrlo niskim istosmjernim naponom poput 3 V DC. Ovi releji kontroliraju opterećenja velike snage, njihova brzina prebacivanja je veća u usporedbi s mehaničkim relejima. Tijekom prebacivanja ne stvara nikakav zvuk jer unutar releja nema mehaničke komponente.

Glavna namjera ovog sučelja je mjerenje sobne temperature i ono će uključiti/isključiti klima na temelju sobne temperature. Za to se koristi senzor temperature DHT22 koji je temeljni i jeftini senzor vlage i temperature.

Potrebne komponente ovog sučelja uglavnom uključuju Crydom SSR, Arduino, DHT22 senzor temperature, itd. Navedite veze prema sučelju danom u nastavku.

  Spojite statički relej na mikrokontroler
Spojite statički relej na mikrokontroler

Ovaj senzor koristi termistor i kapacitivni senzor vlage za mjerenje temperature okoline. Omogućuje digitalni izlazni signal na podatkovnom pinu. Ovaj senzor ima jedan nedostatak; samo s njega možete dobiti nove podatke nakon svake dvije sekunde. Senzor temperature DHT22 nadogradnja je senzora DHT11, ali je raspon vlažnosti ovog senzora DHT22 precizniji u usporedbi s dht11.

U gornjem sučelju, poluprovodnički relej radi izravno iz Arduino digitalnih pinova. Ovaj relej treba 3 do 32 volta istosmjerne struje da aktivira drugi krug. Na izlaznoj strani možete jednostavno spojiti maksimalno opterećenje s 240 volti AC i do 40A struje.

Arduino kod

Učitajte sljedeći kod u Arduino ploču.

#uključi “DHT.h”
#define DHTPIN 2 //DHT22 veza digitalnog pina na Arduino pin
// Uklonite komentar sa senzora koji koristite, ja koristim DHT22
//#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Inicijaliziraj DHT senzor.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println('DHT22 test!');
pinMode(7, IZLAZ); //Pin za uključivanje/isključivanje SSR-a
dht.početak(); //Pokreni rad senzora
}
void loop() {
kašnjenje (2000); //2 sekunde kašnjenja
// Očitavanje temperature ili vlažnosti traje oko 250 milisekundi!
// Očitanja senzora također mogu biti 'stara' do 2 sekunde (to je vrlo spor senzor)
// Čitaj temperaturu kao Celzijus (zadano)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print(“Temperatura: “);
Serial.print(t); //Ispis temperature na serijskom monitoru
Serial.print(” *C “);
if(t<=22){ //Temperatura niža od 22 *C isključi AC (Klima uređaj)
digitalWrite(7, LOW);
}
if(t>=23){ //Temperatura viša od 22 *C uključi AC (Klima uređaj)
digitalWrite(7, HIGH);
}
}

U gornjem Arduino kodu prva je uključena biblioteka DHT temperaturnog senzora. Ova biblioteka vrijedi posebno za različite temperaturne senzore kao što su DHT11, DHT21 i DHT22 tako da možemo koristiti ova tri senzora sa sličnom bibliotekom.

Ovdje se AC uključuje/isključuje na temperaturi Celzijevih. Ako je sobna temperatura ispod 22 stupnja Celzijusa, relej će se isključiti, a ako se sobna temperatura poveća, relej će se uključiti i automatski uključuje AC. Između svakog očitanja postoji odgoda od dvije sekunde kako bi se provjerilo je li senzor temperature ažurirao očitanje ili nije, što nije isto kao prije očitanja.

Ovdje je glavni nedostatak kad god sobna temperatura poraste na 30 stupnjeva Celzijusa, tada će se relej zagrijati. Dakle, hladnjak treba instalirati s relejem.

Statički relej vs elektromagnetski relej

Razlika između statičkog releja i elektromagnetskog releja uključuje sljedeće.

Statički relej

Elektromagnetski relej

Statički relej koristi različite čvrste poluvodičke uređaje kao što su MOSFET-ovi, tranzistori, SCR-ovi i mnogi drugi za postizanje funkcije prebacivanja. Elektromagnetski relej koristi elektromagnet za postizanje funkcije prebacivanja.
Alternativni naziv za ovaj statički relej je poluprovodnički relej. Alternativni naziv za ovaj elektromagnetski relej je elektromehanički relej.
Ovaj relej radi na električnim i optičkim svojstvima poluvodiča. Ovaj relej radi na principu elektromagnetske indukcije.
Statički relej uključuje različite komponente poput poluvodičkog sklopnog uređaja, skupa i/p i sklopnih terminala i optokaplera. Elektromagnetski relej uključuje različite komponente poput elektromagneta, pokretne armature i skupa i/p i sklopnih terminala.
Ovaj relej nema pokretnih dijelova. Ovaj relej uključuje pokretne dijelove.
Ne stvara šum pri prebacivanju. Stvara šum pri prebacivanju.
Troši izuzetno manje energije nego u mW. Troši više energije
Ovi releji ne trebaju zamjenu za kontaktne stezaljke. Ovi releji trebaju zamjenu za kontaktne stezaljke.
Ovaj relej se postavlja na bilo kojem mjestu i na bilo kojem mjestu. Ovaj relej se postavlja uvijek u ravnom položaju i na bilo kojem mjestu dalje od magnetskih polja.
Ovi releji imaju kompaktnu veličinu. Ovi releji imaju veliku veličinu.
Ovi su vrlo precizni. Ovi su manje precizni.
Ovi su vrlo brzi. Ovi su spori.
Ove su skuplje. Ove nisu skuplje.

Prednosti i nedostatci

The prednosti statičkih releja uključuju sljedeće.

  • Ovi releji troše vrlo malo energije.
  • Ovaj relej daje vrlo brz odziv, visoku pouzdanost, točnost i dug životni vijek te je otporan na udarce.
  • Ne uključuje probleme sa skladištenjem topline
  • Ova vrsta releja pojačava i/p signal što povećava njihovu osjetljivost.
  • Mogućnost neželjenog spoticanja je manja.
  • Ovi releji imaju maksimalnu otpornost na udare, tako da mogu lako raditi u područjima sklona potresima.
  • Zahtijeva manje održavanja.
  • Ima vrlo brzo vrijeme odziva.
  • Ove vrste releja daju otpornost na udarce i vibracije.
  • Ima vrlo brzo vrijeme resetiranja.
  • Djeluje iznimno dugo
  • Troši vrlo manje energije i crpi snagu iz sekundarnog istosmjernog napajanja

The nedostaci statičkih releja uključuju sljedeće.

  • Komponente koje se koriste u ovom releju izuzetno su osjetljive na elektrostatička pražnjenja koja znače neočekivane tokove elektrona između nabijenih objekata. Stoga je potrebno posebno održavanje komponenti kako ne bi utjecalo na elektrostatička pražnjenja.
  • Ovaj relej je lako podložan udarima visokog napona. Dakle, moraju se poduzeti mjere opreza kako bi se izbjegla oštećenja tijekom skokova napona.
  • Rad releja uglavnom ovisi o korištenim komponentama u krugu.
  • Ovaj relej ima manji kapacitet preopterećenja.
  • U usporedbi s elektromagnetskim relejem, ovaj relej je izuzetno skup.
  • Na ovu konstrukciju releja jednostavno utječu okolne smetnje.
  • Oni reagiraju na prijelazne napone.
  • Karakteristike poluvodičkih uređaja poput dioda, tranzistori itd. koji se koriste u ovim relejima mijenjaju se ovisno o temperaturi i starenju.
  • Pouzdanost ovih releja uglavnom ovisi o broju malih komponenti i njihovim vezama.
  • Ovi releji imaju manji kapacitet kratkotrajnog preopterećenja u usporedbi s elektromehaničkim relejima.
  • Na rad ovog releja može jednostavno utjecati starenje komponenti.
  • Ova brzina rada releja ograničena je mehaničkom inercijom komponente.
  • Oni nisu primjenjivi u komercijalne svrhe.

Prijave

The primjene statičkih releja uključuju sljedeće.

  • Ovi se releji naširoko koriste u sustavima zaštite temeljenim na vrlo velikim brzinama EHV-A.C dalekovoda sa zaštitom na daljinu.
  • Oni se također koriste u sustavima zaštite od zemljospoja i prekostrujne zaštite.
  • Koriste se u dugoj i srednjoj zaštiti prijenosa.
  • Služi za čuvanje paralelnih hranilica.
  • Daje pomoćnu sigurnost jedinici.
  • Koriste se u međusobno povezanim i T-povezanim vodovima.

Dakle, ovo je sve o tome pregled statičkog releja – rad s aplikacijama. Ovi se releji također nazivaju poluprovodničkim prekidačem koji se koristi za kontrolu opterećenja uključivanjem i isključivanjem nakon što se vanjski napon dovede preko ulaznih priključaka uređaja. Ovi releji su poluvodički uređaji koji koriste električna svojstva poluvodiča u čvrstom stanju kao što su MOSFET, tranzistori i TRIAC za izvođenje operacija prebacivanja ulaza i izlaza. Evo pitanja za vas, što je elektromagnetski relej?