Hvad er et statisk relæ: arbejde og dets applikationer

Den faste tilstand relæ eller statisk relæ blev først lanceret i år 1960. Som navnet antyder, indebærer udtrykket statisk i det statiske relæ, at dette relæ ikke har nogen bevægelige dele i sig. Sammenlignet med et elektromekanisk relæ er dette relæs levetid længere, og dets reaktionshastighed er hurtigere. Disse relæer blev designet som halvlederenheder, som omfatter integrerede kredsløb , transistorer, små mikroprocessorer, kondensatorer osv. Altså disse typer af relæer erstatte næsten alle de funktioner, der blev udført tidligere gennem et elektromekanisk relæ. Denne artikel diskuterer en oversigt over en statisk relæ – arbejde med applikationer.

Hvad er et statisk relæ?

En elektrisk betjent kontakt, der ikke har nogen bevægelige dele, er kendt som et statisk relæ. I denne type relæ opnås udgangen simpelthen gennem de stationære komponenter såsom magnetiske & elektroniske kredsløb . Statiske relæer sammenlignes med relæer af elektromekanisk type, fordi disse relæer anvender bevægelige dele til at udføre en koblingshandling. Men begge relæer bruges til at styre elektriske kredsløb ved hjælp af en kontakt, der er åben eller lukket baseret på en elektrisk input.

Disse typer relæer er hovedsageligt designet til at udføre lignende funktioner ved hjælp af elektronisk kredsløbsstyring, som et elektromekanisk relæ udfører ved at bruge elementer eller bevægelige dele. Et statisk relæ afhænger hovedsageligt af design af mikroprocessorer, analoge solid-state kredsløb eller digitale logiske kredsløb.

Statisk relæblokdiagram

Det statiske relæblokdiagram er vist nedenfor. De statiske relækomponenter i dette blokdiagram inkluderer hovedsageligt en ensretter, forstærker, o/p-enhed og relæmålekredsløb. Her inkluderer relæets målekredsløb niveaudetektorer, logisk port og komparatorer som amplitude og fase.

I ovenstående blokdiagram er transmissionslinjen simpelthen forbundet til strømtransformatoren (CT) el potentiel transformer (PT), således at transmissionslinjen leverer input til CT/PT.

Outputtet af strømtransformer gives som input til ensretteren, der ensretter indgangs AC-signalet til DC-signalet. Dette DC-signal gives til måleenheden på et relæ.

Måleenhedens relæ udfører den mest betydningsfulde handling, der er nødvendig i det statiske relæsystem ved at detektere inputsignalniveauet gennem niveaudetektorerne og evaluere størrelsen og fasen af ​​signalet gennem komparatorerne for at udføre de logiske portoperationer.

I dette relæ bruges to slags komparatorer amplitude- og fasekomparatorer. Amplitudekomparatorens hovedfunktion er at sammenligne inputsignalets størrelse, hvorimod fasekomparatoren bruges til at sammenligne fasevariationen af ​​inputmængden.

Relæmåleenheden o/p gives til forstærkeren, så den forstærker signalets størrelse og sender det til o/p-enheden. Så denne enhed vil styrke udløsespolen, så den udløser CB'en (kredsløbsafbryderen).

Til drift af forstærkeren kræver relæets og o/p-enhedens måleenhed en ekstra DC-forsyning. Så dette er den største ulempe ved dette statiske relæ.

Statisk relæ arbejdsprincip

Det statiske relæs funktion er for det første, at strømtransformatoren/potentialtransformatoren modtager indgangsspændingen/strømsignalet fra transmissionsledningen og giver det til ensretteren. Derefter ændrer denne ensretter AC-signalet til DC, og dette gives til relæets måleenhed.

Nu identificerer denne måleenhed inputsignalniveauet, efter at den sammenligner signalets størrelse og fase med den tilgængelige komparator i måleenheden. Denne komparator sammenligner i/p-signalet for at sikre, om signalet er defekt eller ej. Derefter forstærker denne forstærker signalets størrelse og sender det til o/p-enheden for at aktivere udløsespolen for at udløse strømafbryderen.

Statiske relætyper

Der er forskellige typer statiske relæer tilgængelige, som diskuteres nedenfor.

• Elektroniske relæer.
• Transducer relæer.
• Transistor relæer.
• Ensretterbro relæer.
• Gauss effekt relæer.

Elektronisk relæ

Et elektronisk relæ er en slags elektronisk kontakt, der bruges til at betjene kredsløbskontakterne ved at åbne og lukke uden nogen mekanisk handling. Så i denne type relæ bruges den nuværende bærerpilotrelæmetode til at beskytte transmissionslinjen. I denne type relæer anvendes elektroniske ventiler hovedsageligt som måleenheder.

Transducer relæ

Transduktorrelæ er også kendt som magnetisk forstærkerrelæ, hvilket er meget enkelt mekanisk og selvom nogle af dem kan være elektrisk lidt komplicerede, så dette ændrer ikke deres pålidelighed. Da deres funktion for det meste er afhængig af stationære komponenter, hvis egenskaber simpelthen er forudbestemte og verificerede. Derfor er de meget nemme at designe og teste sammenlignet med elektromekaniske relæer. Vedligeholdelsen af ​​disse relæer er praktisk talt ubetydelig.

Transistor relæ

Et transistorrelæ er det mest almindeligt anvendte statiske relæ, hvor transistoren i dette relæ fungerer som en triode for at overvinde begrænsningerne forårsaget af de elektroniske ventiler. I dette relæ bruges en transistor som en forstærker-enhed og en switch-enhed, som gør den velegnet til at opnå enhver funktionel karakteristik. Generelt kan transistorkredsløb ikke kun udføre de nødvendige relæfunktioner, men giver også den nødvendige fleksibilitet til at passe til forskellige relækrav.

Ensretterbrorelæer

Ensretterbrorelæer er meget berømte på grund af udvikling af halvlederdioder. Denne form for relæ inkluderer et polariseret bevægeligt jernrelæ & bevægelig spole og også to ensretterbroer. De mest almindelige er relækomparatorer baseret på ensretterbroer, som kan arrangeres som enten amplitude- eller fasekomparatorer.

Gauss effekt relæer

Nogle metaller såvel som halvlederes resistivitet ændrer sig ved mindre temperaturer, når de er udsat for magnetfeltet i relæer, som er kendt som Gauss-effektrelæet. Denne effekt afhænger hovedsageligt af forholdet mellem dybde og bredde og øges med stigningen inden for dette forhold. Denne effekt er simpelthen observeret i nogle metaller ved stuetemperatur som bismuth, Indium Magneto, indium arsenid osv. Denne type relæ er bedre sammenlignet med Hall Effect relæet på grund af enklere kredsløb og konstruktion. Men gauss-effekten inden for statiske relæer er begrænset på grund af de høje omkostninger ved krystal. Så den polariserende strøm er ikke nødvendig, og output er forholdsvis højere.

Sådan tilsluttes et statisk relæ til en mikrocontroller

Grænsefladen mellem et solid-state-relæ eller et statisk relæ med et mikrocontroller-lignende Arduino-kort er vist nedenfor. Den største forskel mellem normale relæer og SSR er; et normalt relæ er mekanisk, mens SSR ikke er mekanisk. Dette statiske relæ bruger mekanismen fra en optokobler til at kontrollere højeffektbelastninger. I lighed med mekaniske relæer giver disse relæer simpelthen elektrisk isolation mellem to kredsløb, ligesom en optoisolator fungerer som en switch mellem to kredsløb.

Statiske relæer har nogle fordele sammenlignet med mekaniske relæer, da de kan tændes med meget lavere jævnspænding som 3V DC. Disse relæer styrer høje effektbelastninger, dens koblingshastighed er højere sammenlignet med mekaniske relæer. Under omskiftning genererer den ingen lyd, da der ikke er nogen mekanisk komponent i relæet.

Hovedhensigten med denne grænseflade er at måle rumtemperaturen, og den vil tænde/slukke for AC baseret på rumtemperaturen. Til det bruges en DHT22 temperatursensor som er en grundlæggende og billig fugt- og temperatursensor.

De påkrævede komponenter i denne grænseflade omfatter hovedsageligt en Crydom SSR, Arduino, DHT22 temperatursensor osv. Angiv forbindelserne i henhold til grænsefladen nedenfor.

Denne sensor bruger en termistor og en kapacitiv fugtighedssensor til at måle den omgivende temperatur. Det giver et digitalt udgangssignal på datastiften. Denne sensor har én ulempe; du kan kun få nye data fra den efter hvert andet sekund. DHT22 temperatursensoren er en opgradering af DHT11 sensoren, men fugtighedsområdet for denne DHT22 sensor er mere præcist sammenlignet med dht11.

I ovenstående grænseflade virker solid-state relæet direkte fra Arduinos digitale ben. Dette relæ har brug for 3 til 32 volt jævnstrøm for at aktivere det andet kredsløb. På udgangssiden kan du blot tilslutte en maksimal belastning med 240 volt AC & op til 40A strøm.

Arduino kode

Upload følgende kode til Arduino-boardet.

#include 'DHT.h'
#define DHTPIN 2 //DHT22 digital pin til Arduino pin-forbindelse
// Fjern kommentaren til den sensor, du bruger, jeg bruger DHT22
//#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Initialiser DHT-sensor.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(“DHT22 test!”);
pinMode(7, OUTPUT); //SSR tænd/sluk pin
dht.begin(); //Begynd sensordrift
}
void loop() {
forsinkelse(2000); //2 sekunders forsinkelse
// Aflæsning af temperatur eller luftfugtighed tager omkring 250 millisekunder!
// Sensoraflæsninger kan også være op til 2 sekunder 'gamle' (det er en meget langsom sensor)
// Læs temperatur som Celsius (standard)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print(“Temperatur: “);
Seriel.print(t); //Udskriv temperatur på seriel skærm
Serial.print(' *C ');
if(t<=22){ //Temperatur mindre end 22 *C sluk AC(Air Conditioner)
digitalWrite(7, LAV);
}
if(t>=23){ //Temperatur større end 22 *C tænd for AC(Air Conditioner)
digitalWrite(7, HIGH);
}
}

I ovenstående Arduino-kode er biblioteket af DHT-temperatursensoren inkluderet først. Dette bibliotek er især gyldigt for forskellige temperatursensorer som DHT11, DHT21 & DHT22, så vi kan bruge disse tre sensorer med et lignende bibliotek.

Her er AC tændt/slukket ved celsius-temperaturen. Hvis rumtemperaturen er under 22 grader celsius, vil relæet blive slukket, og hvis rumtemperaturen stiger, vil relæet blive tændt og får AC'en til at tænde automatisk. Mellem hver aflæsning er der to sekunders forsinkelse for at sikre, at temperatursensoren har opdateret aflæsningen eller ej, hvilket ikke er det samme som før aflæsningen.

Her er den største ulempe, når rumtemperaturen stiger til 30 grader, så bliver relæet varmt. Så køleplade skal installeres med relæet.

Statisk relæ vs elektromagnetisk relæ

Forskellen mellem statisk relæ og elektromagnetisk relæ omfatter følgende.

Fordele og ulemper

Det fordelene ved statisk relæ omfatte følgende.

• Disse relæer bruger meget mindre strøm.
• Dette relæ giver meget hurtig respons, høj pålidelighed, nøjagtighed og lang levetid, og det er stødsikkert.
• Det inkluderer ikke nogen termiske opbevaringsproblemer
• Denne type relæ forstærker i/p-signalet, hvilket øger deres følsomhed.
• Chancen for uønsket snuble er mindre.
• Disse relæer har maksimal modstand mod stød, så de kan fungere nemt i jordskælvsudsatte områder.
• Det kræver mindre vedligeholdelse.
• Den har en meget hurtig responstid.
• Disse typer relæer giver modstand mod stød og vibrationer.
• Den har en meget hurtig nulstillingstid.
• Det fungerer i en ekstrem lang periode
• Den bruger meget mindre strøm og trækker strøm fra en sekundær jævnstrømsforsyning

Det ulemper ved statiske relæer omfatte følgende.

• Komponenterne i dette relæ reagerer ekstremt på de elektrostatiske udladninger, som betyder uventede elektronstrømme mellem de ladede objekter. Så det er nødvendigt med særlig vedligeholdelse af komponenterne, så det ikke påvirker de elektrostatiske udladninger.
• Dette relæ påvirkes let af højspændingsstød. Så der skal tages forholdsregler for at undgå skader gennem spændingsspidser.
• Relæets funktion afhænger hovedsageligt af de anvendte komponenter i kredsløbet.
• Dette relæ har mindre overbelastningskapacitet.
• Sammenlignet med det elektromagnetiske relæ er dette relæ ekstremt dyrt.
• Denne relækonstruktion påvirkes simpelthen af ​​den omgivende interferens.
• Disse reagerer på spændingstransienter.
• Halvlederenhedernes karakteristika som dioder, transistorer osv., der anvendes i disse relæer, ændrer sig ved temperatur og ældning.
• Pålideligheden af ​​disse relæer afhænger hovedsageligt af en række små komponenter og deres forbindelser.
• Disse relæer har mindre korttidsoverbelastningskapacitet sammenlignet med elektromekaniske relæer.
• Driften af ​​dette relæ kan ganske enkelt påvirkes på grund af ældningen af ​​komponenterne.
• Denne relædriftshastighed er begrænset af komponentens mekaniske inerti.
• Disse er ikke anvendelige til kommercielle formål.

Ansøgninger

Det anvendelser af statisk relæ omfatte følgende.

• Disse relæer er meget udbredt i meget højhastighedsbaserede beskyttelsessystemer af EHV-A.C transmissionslinjer med afstandsbeskyttelse.
• Disse bruges også i jordfejls- og overstrømsbeskyttelsessystemer.
• Disse bruges i lang og mellemlang transmissionsbeskyttelse.
• Den bruges til at beskytte parallelle fødere.
• Det giver backup sikkerhed til enheden.
• Disse bruges i sammenkoblede og T-forbundne linjer.

Det handler altså om en oversigt over et statisk relæ – arbejde med applikationer. Disse relæer kaldes også solid state switch, som bruges til at styre belastningen ved at tænde og slukke, når den udvendige spændingsforsyning er givet over enhedens indgangsterminaler. Disse relæer er halvlederenheder, der anvender solid-state halvleder elektriske egenskaber såsom MOSFET, transistorer og TRIAC til at udføre input & output switching operationer. Her er et spørgsmål til dig, hvad er et elektromagnetisk relæ?