Шта је статички релеј: рад и његове примене

Чврсто стање штафета или статички релеј је први пут лансиран 1960. године. Као што име говори, термин статички у статичком релеју имплицира да овај релеј нема покретне делове у себи. У поређењу са електромеханичким релејем, животни век овог релеја је дужи и његова брзина одзива је већа. Ови релеји су дизајнирани као полупроводнички уређаји који укључују интегрисаних кола , транзистори, мали микропроцесори, кондензатори, итд. Дакле ови врсте релеја заменити скоро све функције које су се раније обављале преко електромеханичког релеја. Овај чланак разматра преглед а статички релеј – рад са апликацијама.

Шта је статички релеј?

Електрични прекидач који нема покретне делове познат је као статички релеј. У овом типу релеја, излаз се једноставно постиже преко стационарних компоненти као што су магнетни и електронска кола . Статички релеји се упоређују са релејима електромеханичког типа јер ови релеји користе покретне делове да би извршили преклопну акцију. Али оба релеја се користе за контролу електричних кола помоћу прекидача који је отворен или затворен на основу електричног улаза.

Ови типови релеја су углавном дизајнирани да обављају сличне функције користећи контролу електронских кола као што електромеханички релеји обављају помоћу елемената или покретних делова. Статички релеј углавном зависи од дизајна микропроцесора, аналогних полупроводничких кола или дигиталних логичких кола.

Блок дијаграм статичког релеја

Блок дијаграм статичког релеја је приказан испод. Компоненте статичког релеја у овом блок дијаграму углавном укључују исправљач, појачало, о/п јединицу и релејно мерно коло. Овде, мерно коло релеја укључује детекторе нивоа, логичку капију и компараторе као што су амплитуда и фаза.

У горњој блок шеми, далековод је једноставно повезан са струјним трансформатором (ЦТ) или потенцијални трансформатор (ПТ) тако да далековод обезбеђује улаз за ЦТ/ПТ.

Излаз из струјни трансформатор се даје као улаз у исправљач који исправља улазни АЦ сигнал у ДЦ сигнал. Овај ДЦ сигнал се даје мерној јединици релеја.

Релеј мерне јединице обавља најзначајнију акцију неопходну у оквиру статичког релејног система тако што детектује ниво улазног сигнала кроз детекторе нивоа и процењује величину и фазу сигнала кроз компараторе за обављање операција логичких капија.

У овом релеју се користе две врсте компаратора: амплитудски и фазни. Главна функција компаратора амплитуде је да упореди величину улазног сигнала, док се компаратор фазе користи за упоређивање фазне варијације улазне величине.

Релејна мерна јединица о/п се даје појачалу тако да појачава величину сигнала и преноси га на о/п уређај. Дакле, овај уређај ће ојачати окидач тако да активира ЦБ (прекидач).

За рад појачала, мерној јединици релеја и о/п уређаја је потребно додатно напајање једносмерном струјом. Дакле, ово је главни недостатак овог статичког релеја.

Принцип рада статичког релеја

Рад статичког релеја је, прво, струјни трансформатор/потенцијални трансформатор прима улазни напон/струјни сигнал са далековода и даје га исправљачу. Након тога, овај исправљач мења АЦ сигнал у једносмерни и он се предаје мерној јединици релеја.

Сада, ова мерна јединица идентификује ниво улазног сигнала након чега упоређује магнитуду и фазу сигнала са доступним компаратором у мерној јединици. Овај компаратор упоређује и/п сигнал да би се уверио да ли је сигнал неисправан или не. Након тога, ово појачало појачава магнитуду сигнала и преноси га на о/п уређај да активира калем за окидање да би активирао прекидач.

Типови статичких релеја

Доступни су различити типови статичких релеја о којима се говори у наставку.

• Електронски релеји.
• Релеји претварача.
• Транзисторски релеји.
• Релеји исправљачког моста.
• Релеји са Гаусовим ефектом.

Електронски релеј

Електронски релеј је једна врста електронског прекидача који се користи за управљање контактима кола отварањем и затварањем без икаквог механичког дејства. Дакле, у овом типу релеја, тренутни метод преноса пилота носиоца се користи за заштиту далековода. У овом типу релеја, електронски вентили се углавном користе као мерне јединице.

Трансдуцер Релаи

Трансдукторски релеј је такође познат као релеј магнетног појачала који је механички веома једноставан и иако неки од њих могу бити мало компликовани у електричном смислу, тако да то не мења њихову поузданост. Како њихов рад углавном зависи од стационарних компоненти чије су карактеристике једноставно унапред одређене и верификоване. Стога их је веома лако дизајнирати и тестирати у поређењу са електромеханичким релејима. Одржавање ових релеја је практично занемарљиво.

Трансистор Релаи

Транзисторски релеј је најчешће коришћени статички релеј где транзистор у овом релеју ради као триода да би превазишао ограничења изазвана електронским вентилима. У овом релеју, транзистор се користи као уређај за појачавање и прекидач који га чини погодним за постизање било које функционалне карактеристике. Уопштено говорећи, транзисторска кола не могу обављати само неопходне релејне функције, већ такође обезбеђују потребну флексибилност да одговарају различитим захтевима релеја.

Релеји исправљачког моста

Релеји исправљачког моста су веома познати због развоја полупроводничких диода. Ова врста релеја укључује поларизовани покретни гвоздени релеј и покретни калем, као и два исправљачка моста. Најчешћи су релејни компаратори засновани на исправљачким мостовима, који могу бити распоређени као амплитудски или фазни компаратори.

Релеји са Гауссовим ефектом

Отпорност неких метала као и полупроводника се мења на нижим температурама када су изложени магнетном пољу у релејима који је познат као релеј са Гаусовим ефектом. Овај ефекат углавном зависи од односа дубине и ширине и повећава се са повећањем унутар овог односа. Овај ефекат се једноставно примећује код неких метала на собној температури као што су бизмут, индијум магнет, индијум арсенид, итд. Овај тип релеја је бољи у поређењу са релејем са Холовим ефектом због једноставнијег кола и конструкције. Али Гаусов ефекат унутар статичких релеја је ограничен због високе цене кристала. Дакле, струја поларизације није неопходна и излаз је релативно већи.

Како спојити статички релеј на микроконтролер

Повезивање чврстог релеја или статичког релеја са Ардуино плочом налик микроконтролеру је приказано испод. Главна разлика између нормалних релеја и ССР је; нормални релеј је механички док ССР није механички. Овај статички релеј користи механизам оптокаплера за контролу оптерећења велике снаге. Слично механичким релејима, ови релеји једноставно обезбеђују електричну изолацију између два кола, а оптоизолатор ради као прекидач између два кола.

Статички релеји имају неке предности у поређењу са механичким релејима јер се могу укључити са веома нижим једносмерним напоном као што је 3В ДЦ. Ови релеји контролишу оптерећења велике снаге, њихова брзина пребацивања је већа у поређењу са механичким релејима. Током пребацивања, не генерише никакав звук јер нема механичке компоненте унутар релеја.

Главна намера овог интерфејса је мерење собне температуре и он ће укључити/искључити АЦ на основу собне температуре. За то се користи сензор температуре ДХТ22 који је основни и јефтин сензор влажности и температуре.

Потребне компоненте овог интерфејса углавном укључују Цридом ССР, Ардуино, ДХТ22 температурни сензор, итд. Дајте везе према интерфејсу датом у наставку.

Овај сензор користи термистор и капацитивни сензор влажности за мерење температуре околине. Обезбеђује дигитални излазни сигнал на пину за податке. Овај сензор има један недостатак; нове податке можете добити само од њега након сваке две секунде. Сензор температуре ДХТ22 је надоградња сензора ДХТ11, али опсег влажности овог сензора ДХТ22 је прецизнији у поређењу са дхт11.

У горњем интерфејсу, солид-стате релеј ради директно са Ардуино дигиталних пинова. Овом релеју је потребно 3 до 32 волта једносмерне струје да активира друго коло. На излазној страни можете једноставно повезати максимално оптерећење са 240 волти наизменичне струје и до 40А струје.

Ардуино код

Отпремите следећи код на Ардуино плочу.

#инцлуде „ДХТ.х“
#дефине ДХТПИН 2 //ДХТ22 дигитални пин за Ардуино пин везу
// Декоментирајте сензор који користите ја користим ДХТ22
//#дефине ДХТТИПЕ ДХТ11 // ДХТ 11
#дефине ДХТТИПЕ ДХТ22 // ДХТ 22 (АМ2302), АМ2321
//#дефине ДХТТИПЕ ДХТ21 // ДХТ 21 (АМ2301)
// Иницијализација ДХТ сензора.
ДХТ дхт(ДХТПИН, ДХТТИПЕ);
воид сетуп() {
Сериал.бегин(9600);
Сериал.принтлн(“ДХТ22 тест!”);
пинМоде(7, ОУТПУТ); //ССР укључивање/искључивање пин
дхт.бегин(); //Започни рад сензора
}
воид лооп() {
кашњење (2000); //2 секунде кашњења
// Очитавање температуре или влажности траје око 250 милисекунди!
// Очитавања сензора такође могу бити „стара“ до 2 секунде (то је веома спор сензор)
// Читање температуре као Целзијуса (подразумевано)
флоат т = дхт.реадТемпературе();
Сериал.принт(“Температура: “);
Сериал.принт(т); //Штампај температуру на серијском монитору
Сериал.принт(“ *Ц“);
иф(т<=22){ //Температура мања од 22 *Ц искључите АЦ (клима)
дигиталВрите(7, ЛОВ);
}
иф(т>=23){ //Температура већа од 22 *Ц укључите АЦ (клима)
дигиталВрите(7, ХИГХ);
}
}

У горњем Ардуино коду, библиотека ДХТ температурног сензора је прво укључена. Ова библиотека важи посебно за различите температурне сензоре као што су ДХТ11, ДХТ21 и ДХТ22, тако да можемо да користимо ова три сензора са сличном библиотеком.

Овде се АЦ укључује/искључује на температури од Целзијуса. Ако је собна температура испод 22 степена Целзијуса, релеј ће се искључити, а ако се собна температура повећа, релеј ће се укључити и аутоматски ће укључити АЦ. Између сваког очитавања постоји кашњење од две секунде да се увери да је сензор температуре ажурирао очитавање или не, што није исто као пре очитавања.

Овде је главни недостатак кад год се собна температура повећа на 30 степени Целзијуса, тада ће се релеј загрејати. Дакле, хладњак треба да се инсталира са релејем.

Статички релеј против електромагнетног релеја

Разлика између статичког релеја и електромагнетног релеја укључује следеће.

Предности и мане

Тхе предности статичког релеја укључи следеће.

• Ови релеји троше много мање енергије.
• Овај релеј даје веома брз одзив, високу поузданост, тачност и дуг животни век и отпоран је на ударце.
• Не укључује проблеме са термалним складиштењем
• Овај тип релеја појачава и/п сигнал што повећава њихову осетљивост.
• Шанса нежељеног саплитања је мања.
• Ови релеји имају максималну отпорност на удар, тако да могу лако да раде у подручјима подложним земљотресима.
• Потребно му је мање одржавања.
• Има веома брзо време одговора.
• Ови типови релеја пружају отпорност на ударце и вибрације.
• Има веома брзо време ресетовања.
• Делује изузетно дуго
• Он троши веома мање енергије и црпи енергију из секундарног напајања једносмерном струјом

Тхе недостаци статичких релеја укључи следеће.

• Компоненте које се користе у овом релеју изузетно реагују на електростатичка пражњења која значе неочекиване токове електрона између наелектрисаних објеката. Дакле, потребно је посебно одржавање компоненти како не би утицало на електростатичка пражњења.
• На овај релеј лако утичу пренапони високог напона. Дакле, морају се предузети мере предострожности да се избегну оштећења током скокова напона.
• Рад релеја углавном зависи од компоненти које се користе у колу.
• Овај релеј има мањи капацитет преоптерећења.
• У поређењу са електромагнетним релејем, овај релеј је изузетно скуп.
• На ову релејну конструкцију једноставно утичу околне сметње.
• Они реагују на прелазне напоне.
• Карактеристике полупроводничких уређаја као што су диоде, транзистори итд. који се користе у овим релејима мењају се температуром и старењем.
• Поузданост ових релеја углавном зависи од низа малих компоненти и њихових веза.
• Ови релеји имају мањи капацитет краткотрајног преоптерећења у поређењу са електромеханичким релејима.
• На рад овог релеја може се једноставно утицати због старења компоненти.
• Ова брзина рада релеја је ограничена механичком инерцијом компоненте.
• Они нису применљиви у комерцијалне сврхе.

Апликације

Тхе примене статичког релеја укључи следеће.

• Ови релеји се широко користе у заштитним системима ЕХВ-А.Ц далековода заснованим на веома великим брзинама.
• Они се такође користе у системима заштите од земљоспоја и прекомерне струје.
• Користе се у заштити од дугог и средњег преноса.
• Користи се за чување паралелних хранилица.
• То даје резервну сигурност јединици.
• Они се користе у међусобно повезаним и Т-повезаним линијама.

Дакле, ради се о томе преглед статичког релеја – рад са апликацијама. Ови релеји се такође називају полупроводнички прекидач који се користи за контролу оптерећења укључивањем и искључивањем када се спољашњи напон доведе преко улазних терминала уређаја. Ови релеји су полупроводнички уређаји који користе електрична својства полупроводника у чврстом стању, као што су МОСФЕТ, транзистори и ТРИАЦ за обављање операција пребацивања улаза и излаза. Ево питања за вас, шта је то електромагнетни релеј?