Что такое статическое реле: работа и его применение

твердотельный реле или статическое реле было впервые выпущено в 1960 году. Как следует из названия, термин «статический» в статическом реле означает, что в этом реле нет движущихся частей. По сравнению с электромеханическим реле срок службы этого реле больше, а скорость срабатывания выше. Эти реле были разработаны как полупроводниковые устройства, которые включают интегральные схемы , транзисторы, маленькие микропроцессоры, конденсаторы и т.д. Так вот эти типы реле заменить почти все функции, которые выполнялись ранее через электромеханическое реле. В этой статье обсуждается обзор статическое реле – работа с приложениями.

Что такое статическое реле?

Переключатель с электрическим приводом, не имеющий движущихся частей, известен как статическое реле. В этом типе реле выход просто достигается с помощью стационарных компонентов, таких как магнитные и электронные схемы . Статические реле сравнивают с реле электромеханического типа, потому что в этих реле используются движущиеся части для выполнения действия переключения. Но оба реле используются для управления электрическими цепями с помощью переключателя, который размыкается или замыкается в зависимости от электрического входа.

Эти типы реле в основном предназначены для выполнения аналогичных функций с использованием управления электронной схемой, как электромеханическое реле с использованием элементов или движущихся частей. Статическое реле в основном зависит от конструкции микропроцессоров, аналоговых твердотельных схем или цифровых логических схем.

Блок-схема статического реле

Блок-схема статического реле показана ниже. Компоненты статического реле на этой блок-схеме в основном включают выпрямитель, усилитель, блок O/P и измерительную цепь реле. Здесь измерительная схема реле включает в себя датчики уровня, логический вентиль и компараторы, такие как амплитуда и фаза.

На приведенной выше блок-схеме линия передачи просто подключена к трансформатору тока (ТТ) или трансформатор напряжения (PT), чтобы линия передачи обеспечивала вход для CT/PT.

Результат трансформатор тока подается на вход выпрямителя, который преобразует входной сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Этот сигнал постоянного тока подается на измерительный блок реле.

Реле измерительного блока выполняет наиболее важное действие, необходимое в статической релейной системе, определяя уровень входного сигнала через детекторы уровня и оценивая амплитуду и фазу сигнала через компараторы для выполнения операций логического элемента.

В этом реле используются два вида компараторов: амплитудный и фазовый компараторы. Основная функция компаратора амплитуды состоит в том, чтобы сравнивать величину входного сигнала, тогда как компаратор фазы используется для сравнения изменения фазы входной величины.

Релейный измерительный блок o/p дан усилителю, чтобы он усиливал величину сигнала и передал его на o/p устройство. Таким образом, это устройство усилит катушку отключения, чтобы она отключила CB (автоматический выключатель).

Для работы усилителя, измерительного блока реле и устройства O/P требуется дополнительный источник постоянного тока. Так что это главный недостаток этого статического реле.

Принцип работы статического реле

Работа статического реле заключается, во-первых, в том, что трансформатор тока/преобразователь напряжения получает входной сигнал напряжения/тока от линии передачи и передает его на выпрямитель. После этого этот выпрямитель преобразует сигнал переменного тока в постоянный, который подается на измерительный блок реле.

Теперь этот измерительный блок идентифицирует уровень входного сигнала, после чего сравнивает амплитуду и фазу сигнала с доступным компаратором в измерительном блоке. Этот компаратор сравнивает сигнал i/p, чтобы убедиться, что сигнал неисправен или нет. После этого этот усилитель усиливает величину сигнала и передает его на устройство o/p, чтобы активировать отключающую катушку для отключения автоматического выключателя.

Типы статических реле

Доступны различные типы статических реле, которые обсуждаются ниже.

• Электронные реле.
• Реле преобразователя.
• Транзисторные реле.
• Реле выпрямительного моста.
• Реле на эффекте Гаусса.

Электронное реле

Электронное реле — это один из видов электронных переключателей, используемых для управления контактами цепи путем размыкания и замыкания без какого-либо механического воздействия. Таким образом, в ретрансляторе этого типа для защиты линии передачи используется текущий метод ретрансляции контрольного сигнала несущей. В этом типе реле электронные клапаны в основном используются в качестве измерительных блоков.

Реле преобразователя

Преобразовательное реле также известно как реле магнитного усилителя, которое очень просто механически, и хотя некоторые из них могут быть немного сложными в электрическом отношении, это не влияет на их надежность. Поскольку их работа в основном зависит от стационарных компонентов, характеристики которых просто заранее определены и проверены. Таким образом, их очень легко проектировать и тестировать по сравнению с электромеханическими реле. Техническое обслуживание этих реле практически не требуется.

Транзисторное реле

Транзисторное реле является наиболее часто используемым статическим реле, где транзистор в этом реле работает как триод, чтобы преодолеть ограничения, вызванные электронными вентилями. В этом реле транзистор используется как усилительное и коммутационное устройство, что делает его подходящим для достижения любой функциональной характеристики. Как правило, транзисторные схемы не могут выполнять только необходимые релейные функции, но также обеспечивают необходимую гибкость для удовлетворения различных требований реле.

Реле выпрямительного моста

Реле выпрямительного моста очень известны благодаря разработке полупроводниковых диодов. Этот тип реле включает в себя поляризованное реле с подвижным железом и подвижную катушку, а также два выпрямительных моста. Наиболее распространены релейные компараторы на основе выпрямительных мостов, которые могут быть выполнены как амплитудные, так и фазовые компараторы.

Реле с эффектом Гаусса

Удельное сопротивление некоторых металлов, а также полупроводников изменяется при более низких температурах, когда они подвергаются воздействию магнитного поля в реле, известном как реле с эффектом Гаусса. Этот эффект в основном зависит от отношения глубины к ширине и увеличивается с увеличением этого отношения. Этот эффект просто наблюдается в некоторых металлах при комнатной температуре, таких как висмут, магнето индия, арсенид индия и т. Д. Этот тип реле лучше по сравнению с реле на эффекте Холла из-за более простой схемы и конструкции. Но эффект Гаусса в статических реле ограничен из-за высокой стоимости кристалла. Таким образом, поляризующий ток не требуется, а выходная мощность сравнительно выше.

Как подключить статическое реле к микроконтроллеру

Ниже показано взаимодействие твердотельного реле или статического реле с платой Arduino, похожей на микроконтроллер. Основное различие между обычными реле и SSR заключается в следующем. обычное реле является механическим, тогда как SSR не является механическим. Это статическое реле использует механизм оптопары для управления мощными нагрузками. Подобно механическим реле, эти реле просто обеспечивают электрическую изоляцию между двумя цепями, а оптоизолятор работает как переключатель между двумя цепями.

Статические реле имеют некоторые преимущества по сравнению с механическими реле, например, они могут быть включены при очень низком постоянном напряжении, таком как 3 В постоянного тока. Эти реле управляют нагрузками большой мощности, скорость их переключения выше, чем у механических реле. Во время переключения оно не издает никаких звуков, так как внутри реле нет механических компонентов.

Основной целью этого интерфейса является измерение температуры в помещении и включение/выключение кондиционера в зависимости от температуры в помещении. Для этого используется датчик температуры DHT22, который является основным и недорогим датчиком влажности и температуры.

Необходимые компоненты этого интерфейса в основном включают Crydom SSR, Arduino, датчик температуры DHT22 и т. д. Укажите соединения в соответствии с интерфейсом, приведенным ниже.

Этот датчик использует термистор и емкостный датчик влажности для измерения температуры окружающей среды. Он обеспечивает цифровой выходной сигнал на контакте данных. Этот датчик имеет один недостаток; получить новые данные можно только из него через каждые две секунды. Датчик температуры DHT22 является модернизацией датчика DHT11, но диапазон влажности этого датчика DHT22 более точен по сравнению с dht11.

В приведенном выше интерфейсе твердотельное реле работает напрямую от цифровых контактов Arduino. Этому реле требуется от 3 до 32 вольт постоянного тока, чтобы активировать другую цепь. На выходе вы можете просто подключить максимальную нагрузку с напряжением 240 В переменного тока и силой тока до 40 А.

Код Ардуино

Загрузите следующий код в плату Arduino.

#include «DHT.h»
#define DHTPIN 2 //цифровой контакт DHT22 к контакту Arduino
// Раскомментируйте датчик, который вы используете, я использую DHT22
//#определить DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#определить DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Инициализировать датчик DHT.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
недействительная установка () {
Серийный.начать(9600);
Serial.println('Тест DHT22!');
pinMode(7, ВЫВОД); //Контакт включения/выключения SSR
дхт.начать(); //Начнем работу датчика
}
недействительный цикл () {
задержка (2000 г.); // задержка 2 секунды
// Чтение температуры или влажности занимает около 250 миллисекунд!
// Показания датчика также могут быть «старыми» до 2 секунд (это очень медленный датчик)
// Чтение температуры в градусах Цельсия (по умолчанию)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print('Температура: ');
Серийный.принт(т); //Температура печати на последовательном мониторе
Serial.print('*C');
if(t<=22){ //Температура ниже 22 *C выключите кондиционер (кондиционер)
цифровая запись (7, НИЗКИЙ);
}
if(t>=23){ //Температура выше 22 *C включить кондиционер (кондиционер)
цифровая запись (7, ВЫСОКИЙ);
}
}

В приведенном выше коде Arduino сначала включается библиотека датчика температуры DHT. Эта библиотека особенно подходит для различных датчиков температуры, таких как DHT11, DHT21 и DHT22, поэтому мы можем использовать эти три датчика с аналогичной библиотекой.

Здесь кондиционер включается/выключается при температуре по Цельсию. Если температура в помещении ниже 22 градусов по Цельсию, реле выключится, а если температура в помещении повысится, реле включится и автоматически включит переменный ток. Между каждым чтением есть двухсекундная задержка, чтобы убедиться, что датчик температуры обновил показания или нет, что не совпадает с предыдущим чтением.

Здесь основным недостатком является то, что всякий раз, когда температура в помещении повышается до 30 градусов по Цельсию, реле нагревается. Поэтому радиатор необходимо установить с реле.

Статическое реле против электромагнитного реле

Разница между статическим реле и электромагнитным реле заключается в следующем.

Преимущества и недостатки

преимущества статического реле включая следующее.

• Эти реле потребляют очень мало энергии.
• Это реле дает очень быстрый отклик, высокую надежность, точность и долгий срок службы, а также ударопрочность.
• Это не включает в себя какие-либо проблемы с накоплением тепла
• Этот тип реле усиливает сигнал i/p, что повышает их чувствительность.
• Вероятность нежелательного срабатывания меньше.
• Эти реле обладают максимальной устойчивостью к ударам, поэтому их можно легко использовать в сейсмоопасных регионах.
• Он требует меньше обслуживания.
• У него очень быстрое время отклика.
• Эти типы реле обеспечивают устойчивость к ударам и вибрациям.
• У него очень быстрое время сброса.
• Работает очень долго
• Он потребляет очень мало энергии и получает питание от вторичного источника постоянного тока.

недостатки статических реле включая следующее.

• Компоненты, используемые в этом реле, чрезвычайно чувствительны к электростатическим разрядам, которые означают неожиданные потоки электронов между заряженными объектами. Таким образом, для компонентов необходимо специальное обслуживание, чтобы оно не влияло на электростатические разряды.
• На это реле легко воздействуют скачки высокого напряжения. Таким образом, необходимо принять меры предосторожности, чтобы избежать повреждений при скачках напряжения.
• Работа реле в основном зависит от используемых компонентов в цепи.
• Это реле имеет меньшую перегрузочную способность.
• По сравнению с электромагнитным реле, это реле чрезвычайно дорого.
• На эту конструкцию реле просто воздействуют окружающие помехи.
• Они реагируют на скачки напряжения.
• Характеристики полупроводниковых устройств, таких как диоды, транзисторы и т. д., используемые в этих реле, изменяются в зависимости от температуры и старения.
• Надежность этих реле в основном зависит от ряда мелких компонентов и их соединений.
• Эти реле обладают меньшей кратковременной перегрузочной способностью по сравнению с электромеханическими реле.
• Работа этого реле может быть просто нарушена из-за старения компонентов.
• Эта скорость работы реле ограничена механической инерцией компонента.
• Они не применимы в коммерческих целях.

Приложения

применение статического реле включая следующее.

• Эти реле широко используются в высокоскоростных системах защиты линий электропередачи сверхвысокого напряжения переменного тока с дистанционной защитой.
• Они также используются в системах защиты от замыканий на землю и перегрузки по току.
• Они используются в длинной & средней защите передачи.
• Используется для защиты параллельных фидеров.
• Это обеспечивает резервную безопасность устройству.
• Они используются во взаимосвязанных & T-соединительных линиях.

Таким образом, это все о обзор статического реле – работа с приложениями. Эти реле также называются полупроводниковыми переключателями, которые используются для управления нагрузкой путем включения и выключения при подаче внешнего напряжения на входные клеммы устройства. Эти реле представляют собой полупроводниковые устройства, в которых используются электрические свойства твердотельных полупроводников, таких как полевые МОП-транзисторы, транзисторы и симисторы, для выполнения операций переключения входа и выхода. Вот вам вопрос, что такое электромагнитное реле?