Static Relay คืออะไร : การทำงานและการใช้งาน

สถานะของแข็ง รีเลย์ หรือรีเลย์แบบสถิตเปิดตัวครั้งแรกในปี 1960 ตามชื่อที่แนะนำ คำว่า สถิต ในรีเลย์แบบสถิต หมายความว่ารีเลย์นี้ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวอยู่ภายใน เมื่อเทียบกับรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า อายุการใช้งานของรีเลย์นี้ยาวนานกว่าและความเร็วในการตอบสนองจะเร็วกว่า รีเลย์เหล่านี้ได้รับการออกแบบเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งรวมถึง วงจรรวม , ทรานซิสเตอร์, ไมโครโปรเซสเซอร์ขนาดเล็ก, ตัวเก็บประจุ ฯลฯ ดังนั้นสิ่งเหล่านี้ ประเภทของรีเลย์ แทนที่ฟังก์ชันเกือบทั้งหมดที่ทำไว้ก่อนหน้านี้ผ่านรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของa รีเลย์แบบสถิต - การทำงานกับแอพพลิเคชั่น

สถิตรีเลย์คืออะไร?

สวิตช์ควบคุมด้วยไฟฟ้าที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่เรียกว่ารีเลย์แบบสถิต ในรีเลย์ประเภทนี้ เอาต์พุตจะได้รับผ่านส่วนประกอบที่อยู่กับที่ เช่น แม่เหล็ก & วงจรไฟฟ้า . รีเลย์แบบสถิตเปรียบเทียบกับรีเลย์ประเภทระบบเครื่องกลไฟฟ้า เนื่องจากรีเลย์เหล่านี้ใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพื่อดำเนินการสลับ แต่รีเลย์ทั้งสองใช้เพื่อควบคุมวงจรไฟฟ้าโดยใช้สวิตช์ที่เปิดหรือปิดตามอินพุตไฟฟ้า

รีเลย์ประเภทนี้ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้ทำหน้าที่คล้ายคลึงกันโดยใช้การควบคุมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การถ่ายทอดทางไฟฟ้าเครื่องกลโดยใช้องค์ประกอบหรือชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว สแตติกรีเลย์ขึ้นอยู่กับการออกแบบของไมโครโปรเซสเซอร์ วงจรโซลิดสเตตแอนะล็อก หรือวงจรลอจิกดิจิตอลเป็นหลัก

ไดอะแกรมบล็อกรีเลย์แบบสถิต

ไดอะแกรมบล็อกรีเลย์แบบสถิตแสดงอยู่ด้านล่าง ส่วนประกอบรีเลย์แบบสถิตในแผนภาพบล็อกนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส แอมพลิฟายเออร์ หน่วย o/p และวงจรวัดรีเลย์ ในที่นี้ วงจรการวัดของรีเลย์ประกอบด้วยตัวตรวจจับระดับ ประตูลอจิก และตัวเปรียบเทียบ เช่น แอมพลิจูดและเฟส

ในแผนภาพบล็อกด้านบน สายส่งเชื่อมต่อกับหม้อแปลงกระแส (CT) หรือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพ (PT) เพื่อให้สายส่งป้อนเข้าไปยัง CT/PT

ผลลัพธ์ของ หม้อแปลงกระแส ถูกกำหนดให้เป็นอินพุตไปยังวงจรเรียงกระแสซึ่งแก้ไขสัญญาณ AC อินพุตให้เป็นสัญญาณ DC สัญญาณ DC นี้มอบให้กับหน่วยวัดของรีเลย์

รีเลย์หน่วยวัดดำเนินการที่สำคัญที่สุดที่จำเป็นภายในระบบรีเลย์แบบสถิต โดยการตรวจจับระดับสัญญาณอินพุตตลอดตัวตรวจจับระดับ และประเมินขนาดและเฟสของสัญญาณตลอดทั้งเครื่องเปรียบเทียบเพื่อดำเนินการลอจิกเกท

ในรีเลย์นี้ แอมพลิจูดและเฟสเปรียบเทียบใช้ตัวเปรียบเทียบสองชนิด หน้าที่หลักของตัวเปรียบเทียบแอมพลิจูดคือการเปรียบเทียบขนาดของสัญญาณอินพุตในขณะที่ตัวเปรียบเทียบเฟสใช้เพื่อเปรียบเทียบความแปรผันของเฟสของปริมาณอินพุต

หน่วยวัดรีเลย์ o/p ถูกกำหนดให้กับแอมพลิฟายเออร์เพื่อขยายขนาดของสัญญาณและส่งไปยังอุปกรณ์ o/p ดังนั้นอุปกรณ์นี้จะเสริมกำลังทริปคอยล์เพื่อให้ทริป CB (เซอร์กิตเบรกเกอร์)

สำหรับการทำงานของแอมพลิฟายเออร์ หน่วยวัดของรีเลย์และอุปกรณ์ o/p ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ DC เพิ่มเติม นี่คือข้อเสียเปรียบหลักของรีเลย์แบบสถิตนี้

หลักการทำงานของรีเลย์แบบสถิต

การทำงานของรีเลย์แบบสถิตคือ ประการแรก หม้อแปลงกระแส/หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังรับแรงดันไฟฟ้าอินพุต/สัญญาณกระแสไฟจากสายส่งและมอบให้กับวงจรเรียงกระแส หลังจากนั้นวงจรเรียงกระแสนี้จะเปลี่ยนสัญญาณ AC เป็น DC และมอบให้กับหน่วยวัดของรีเลย์

ตอนนี้ หน่วยวัดนี้จะระบุระดับสัญญาณอินพุตหลังจากนั้นจะเปรียบเทียบขนาดและเฟสของสัญญาณกับตัวเปรียบเทียบที่มีอยู่ในหน่วยวัด เครื่องเปรียบเทียบนี้จะเปรียบเทียบสัญญาณ i/p เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณมีข้อบกพร่องหรือไม่ หลังจากนั้น แอมพลิฟายเออร์นี้จะขยายขนาดของสัญญาณและส่งไปยังอุปกรณ์ o/p เพื่อเปิดใช้งาน trip coil เพื่อตัดวงจร

ประเภทรีเลย์แบบสถิต

มีรีเลย์แบบสถิตหลายประเภทซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

• รีเลย์อิเล็กทรอนิกส์
• รีเลย์ทรานสดิวเซอร์
• รีเลย์ทรานซิสเตอร์
• รีเลย์บริดจ์วงจรเรียงกระแส
• รีเลย์เอฟเฟกต์เกาส์

รีเลย์อิเล็กทรอนิกส์

รีเลย์อิเล็กทรอนิกส์เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ใช้ในการควบคุมหน้าสัมผัสของวงจรโดยการเปิดและปิดโดยไม่มีกลไกใดๆ ดังนั้นในรีเลย์ประเภทนี้จึงใช้วิธีการถ่ายทอดนำร่องของผู้ให้บริการในปัจจุบันเพื่อป้องกันสายส่ง ในรีเลย์ประเภทนี้ วาล์วอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่จะใช้เป็นหน่วยวัด

รีเลย์ตัวแปลงสัญญาณ

Transductor Relay เรียกอีกอย่างว่ารีเลย์เครื่องขยายสัญญาณแม่เหล็กซึ่งใช้กลไกง่ายมาก & แม้ว่าบางส่วนอาจซับซ้อนเล็กน้อยทางไฟฟ้าดังนั้นจึงไม่เปลี่ยนความน่าเชื่อถือ เนื่องจากการทำงานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่อยู่นิ่งซึ่งมีลักษณะที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและตรวจสอบแล้ว ดังนั้นจึงง่ายต่อการออกแบบและทดสอบเมื่อเทียบกับรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า การบำรุงรักษารีเลย์เหล่านี้มีน้อยมากในทางปฏิบัติ

รีเลย์ทรานซิสเตอร์

รีเลย์ทรานซิสเตอร์เป็นรีเลย์แบบสถิตที่ใช้กันมากที่สุดโดยที่ทรานซิสเตอร์ในรีเลย์นี้ทำงานเหมือนไตรโอดเพื่อเอาชนะข้อจำกัดที่เกิดจากวาล์วอิเล็กทรอนิกส์ ในรีเลย์นี้ ทรานซิสเตอร์ถูกใช้เป็นอุปกรณ์ขยายสัญญาณ & อุปกรณ์สวิตชิ่ง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการบรรลุลักษณะการทำงานใดๆ โดยทั่วไป วงจรทรานซิสเตอร์ไม่สามารถทำงานได้เฉพาะฟังก์ชันรีเลย์ที่จำเป็น แต่ยังให้ความยืดหยุ่นที่จำเป็นเพื่อให้เหมาะกับความต้องการรีเลย์ที่แตกต่างกัน

วงจรเรียงกระแสบริดจ์รีเลย์

รีเลย์บริดจ์วงจรเรียงกระแสมีชื่อเสียงมากเนื่องจากการพัฒนาไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ รีเลย์ประเภทนี้ประกอบด้วยรีเลย์เหล็กเคลื่อนที่แบบโพลาไรซ์และขดลวดเคลื่อนที่และสะพานเรียงกระแสสองอัน ที่พบมากที่สุดคือตัวเปรียบเทียบรีเลย์ตามสะพานเรียงกระแสซึ่งสามารถจัดเรียงเป็นแอมพลิจูดหรือตัวเปรียบเทียบเฟส

รีเลย์เอฟเฟกต์เกาส์

โลหะบางชนิดและความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่ำเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็กในรีเลย์ซึ่งเรียกว่ารีเลย์เอฟเฟกต์เกาส์ เอฟเฟกต์นี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความลึกต่อความกว้าง & เพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นภายในอัตราส่วนนี้ เอฟเฟกต์นี้สังเกตได้ง่ายในโลหะบางชนิดที่อุณหภูมิห้อง เช่น บิสมัท, อินเดียมแม๊กชีโต, อินเดียมอาร์เซไนด์ ฯลฯ รีเลย์ประเภทนี้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์ Hall Effect เนื่องจากวงจรและโครงสร้างที่ง่ายกว่า แต่เอฟเฟกต์เกาส์ภายในรีเลย์แบบสแตติกนั้นมีจำกัด เนื่องจากคริสตัลมีราคาสูง ดังนั้นกระแสโพลาไรซ์จึงไม่จำเป็น & เอาต์พุตค่อนข้างสูงกว่า

วิธีเชื่อมต่อสแตติกรีเลย์กับไมโครคอนโทรลเลอร์

การเชื่อมต่อของโซลิดสเตตรีเลย์หรือรีเลย์แบบสถิตกับบอร์ด Arduino ที่เหมือนไมโครคอนโทรลเลอร์แสดงไว้ด้านล่าง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างรีเลย์ปกติและ SSR คือ รีเลย์ปกติเป็นแบบกลไกในขณะที่ SSR ไม่ใช่แบบกลไก รีเลย์แบบสถิตนี้ใช้กลไกของออปโตคัปเปลอร์เพื่อควบคุมโหลดกำลังสูง เช่นเดียวกับรีเลย์เชิงกล รีเลย์เหล่านี้ให้การแยกทางไฟฟ้าระหว่างสองวงจร เช่นเดียวกับออปโตไอโซเลเตอร์ที่ทำงานเหมือนสวิตช์ระหว่างสองวงจร

รีเลย์แบบสถิตมีประโยชน์บางประการเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์แบบกลไก เช่น สามารถเปิดได้โดยใช้แรงดันไฟตรงที่ต่ำกว่ามาก เช่น 3V DC รีเลย์เหล่านี้ควบคุมโหลดกำลังสูง ความเร็วในการเปลี่ยนจะสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์ทางกล ในระหว่างการสลับจะไม่สร้างเสียงใด ๆ เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบทางกลภายในรีเลย์

จุดประสงค์หลักของการเชื่อมต่อนี้คือวัดอุณหภูมิห้องและจะเปิด/ปิด AC ตามอุณหภูมิห้อง ด้วยเหตุนี้จึงใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DHT22 ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิพื้นฐานและต้นทุนต่ำ

ส่วนประกอบที่จำเป็นของการเชื่อมต่อนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย Crydom SSR, Arduino, เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DHT22 เป็นต้น ให้การเชื่อมต่อตามการเชื่อมต่อที่ระบุด้านล่าง

เซ็นเซอร์นี้ใช้เทอร์มิสเตอร์และเซ็นเซอร์ความชื้นแบบ capacitive เพื่อวัดอุณหภูมิโดยรอบ ให้สัญญาณเอาท์พุตดิจิตอลบนดาต้าพิน เซ็นเซอร์นี้มีข้อเสียอย่างหนึ่ง คุณสามารถรับข้อมูลใหม่ได้ทุกๆ สองวินาทีเท่านั้น เซ็นเซอร์อุณหภูมิ DHT22 เป็นการอัพเกรดเซ็นเซอร์ DHT11 แต่ช่วงความชื้นของเซ็นเซอร์ DHT22 นี้แม่นยำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ dht11

ในการเชื่อมต่อข้างต้น โซลิดสเตตรีเลย์ทำงานโดยตรงจากพินดิจิตอลของ Arduino รีเลย์นี้ต้องการกระแสตรง 3 ถึง 32 โวลต์เพื่อเปิดใช้งานวงจรอื่น ที่ด้านเอาต์พุต คุณสามารถเชื่อมต่อโหลดสูงสุดด้วยไฟ AC 240 โวลต์และกระแสไฟสูงสุด 40A

รหัส Arduino

อัปโหลดโค้ดต่อไปนี้ลงในบอร์ด Arduino

#include “DHT.h”
#define DHTPIN 2 // DHT22 พินดิจิตอลกับการเชื่อมต่อพิน Arduino
// Uncomment เซ็นเซอร์ที่คุณใช้ฉันกำลังใช้ DHT22
//#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// เริ่มต้นเซ็นเซอร์ DHT
DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);
การตั้งค่าเป็นโมฆะ () {
Serial.begin(9600);
Serial.println('ทดสอบ DHT22!');
โหมดพิน (7, เอาต์พุต); //SSR การเปิด/ปิดพิน
dht.begin(); //เริ่มการทำงานของเซ็นเซอร์
}
วงเป็นโมฆะ () {
ล่าช้า (2000); ///2 วินาทีล่าช้า
// อุณหภูมิหรือความชื้นในการอ่านจะใช้เวลาประมาณ 250 มิลลิวินาที!
// การอ่านค่าเซ็นเซอร์อาจถึง 2 วินาที 'เก่า' (เป็นเซ็นเซอร์ที่ช้ามาก)
// อ่านอุณหภูมิเป็นเซลเซียส (ค่าเริ่มต้น)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print('อุณหภูมิ:');
Serial.print(t); //พิมพ์อุณหภูมิบนจอภาพอนุกรม
Serial.print(” *C “);
if(t<=22){ //อุณหภูมิต่ำกว่า 22 *C ปิด AC(เครื่องปรับอากาศ)
digitalWrite (7, ต่ำ);
}
if(t>=23){ //อุณหภูมิมากกว่า 22 *C เปิด AC (เครื่องปรับอากาศ)
digitalWrite (7, สูง);
}
}

ในโค้ด Arduino ข้างต้น ไลบรารีของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ DHT จะรวมอยู่ด้วยก่อน ไลบรารีนี้ใช้ได้โดยเฉพาะกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิต่างๆ เช่น DHT11, DHT21 & DHT22 ดังนั้นเราจึงสามารถใช้เซ็นเซอร์ทั้งสามนี้กับไลบรารีที่คล้ายกันได้

ที่นี่ AC เปิด / ปิดที่อุณหภูมิเซนติเกรด ถ้าอุณหภูมิห้องต่ำกว่า 22 องศาเซนติเกรด รีเลย์จะถูกปิด และถ้าอุณหภูมิห้องเพิ่มขึ้น รีเลย์จะถูกเปิดและทำให้ AC เปิดโดยอัตโนมัติ ระหว่างการอ่านแต่ละครั้ง มีการหน่วงเวลาสองวินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์อุณหภูมิได้อัปเดตการอ่านหรือไม่ซึ่งไม่เหมือนกับก่อนการอ่าน

ข้อเสียเปรียบหลักคือเมื่อใดก็ตามที่อุณหภูมิห้องเพิ่มขึ้นเป็น 30 องศาเซนติเกรด รีเลย์จะร้อนขึ้น ดังนั้นฮีตซิงก์จึงต้องติดตั้งกับรีเลย์

รีเลย์แบบสถิตกับรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า

ความแตกต่างระหว่างสถิตรีเลย์และรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้

ข้อดีและข้อเสีย

ดิ ข้อดีของรีเลย์แบบสถิต รวมสิ่งต่อไปนี้

• รีเลย์เหล่านี้ใช้พลังงานน้อยมาก
• รีเลย์นี้ให้การตอบสนองที่รวดเร็ว ความน่าเชื่อถือสูง ความแม่นยำ และอายุการใช้งานยาวนาน และกันกระแทก
• ไม่รวมถึงปัญหาการจัดเก็บความร้อน
• รีเลย์ประเภทนี้จะขยายสัญญาณ i/p ซึ่งช่วยเพิ่มความไว
• โอกาสสะดุดที่ไม่ต้องการมีน้อย
• รีเลย์เหล่านี้มีความทนทานต่อการกระแทกสูงสุด จึงสามารถทำงานได้อย่างง่ายดายในบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวได้ง่าย
• ต้องการการบำรุงรักษาน้อย
• มีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วมาก
• รีเลย์ประเภทนี้มีความทนทานต่อการกระแทกและการสั่นสะท้าน
• มีเวลารีเซ็ตเร็วมาก
• ใช้งานได้ยาวนานมาก
• ใช้พลังงานน้อยมาก & ดึงพลังงานจากแหล่งจ่ายกระแสตรงสำรอง

ดิ ข้อเสียของรีเลย์แบบสถิต รวมสิ่งต่อไปนี้

• ส่วนประกอบที่ใช้ในรีเลย์นี้มีการตอบสนองอย่างมากต่อการคายประจุไฟฟ้าสถิต ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนจะไหลอย่างไม่คาดคิดระหว่างวัตถุที่มีประจุ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาเป็นพิเศษสำหรับส่วนประกอบต่างๆ เพื่อไม่ให้ส่งผลกระทบต่อการคายประจุไฟฟ้าสถิต
• รีเลย์นี้ได้รับผลกระทบจากไฟกระชากแรงดันสูงได้ง่าย ดังนั้นต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายที่เกิดกับแรงดันไฟกระชาก
• การทำงานของรีเลย์ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่ใช้ในวงจรเป็นหลัก
• รีเลย์นี้มีกำลังการโอเวอร์โหลดน้อยกว่า
• เมื่อเทียบกับรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า รีเลย์นี้มีค่าใช้จ่ายสูงมาก
• โครงสร้างรีเลย์นี้ได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนโดยรอบ
• สิ่งเหล่านี้ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ
• ลักษณะของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ฯลฯ ที่ใช้ในรีเลย์เหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและอายุ
• ความน่าเชื่อถือของรีเลย์เหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบขนาดเล็กจำนวนหนึ่งและการเชื่อมต่อ
• รีเลย์เหล่านี้มีความสามารถในการโอเวอร์โหลดในระยะเวลาอันสั้นน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า
• การทำงานของรีเลย์นี้สามารถได้รับผลกระทบได้ง่ายเนื่องจากอายุของส่วนประกอบ
• ความเร็วในการทำงานของรีเลย์นี้ถูกจำกัดโดยความเฉื่อยทางกลของส่วนประกอบ
• สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้าได้

แอปพลิเคชั่น

ดิ การใช้งานของรีเลย์แบบสถิต รวมสิ่งต่อไปนี้

• รีเลย์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบป้องกันความเร็วสูงของสายส่ง EHV-A.C พร้อมการป้องกันระยะห่าง
• สิ่งเหล่านี้ยังใช้ในระบบป้องกันความผิดพลาดของโลกและกระแสเกิน
• สิ่งเหล่านี้ใช้ในการป้องกันการส่งกำลังทางยาวและปานกลาง
• ใช้สำหรับป้องกันตัวป้อนแบบขนาน
• มันให้ความปลอดภัยสำรองกับหน่วย
• สิ่งเหล่านี้ใช้ในสายเชื่อมต่อและเชื่อมต่อ T

ดังนั้น ทั้งหมดนี้เกี่ยวกับ ภาพรวมของรีเลย์แบบสถิต - การทำงานกับแอพพลิเคชั่น รีเลย์เหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าสวิตช์โซลิดสเตตซึ่งใช้เพื่อควบคุมโหลดโดยเปิดและปิดเมื่อจ่ายแรงดันไฟภายนอกผ่านขั้วอินพุตของอุปกรณ์ รีเลย์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์แบบโซลิดสเตต เช่น MOSFET, ทรานซิสเตอร์ และ TRIAC เพื่อดำเนินการสลับอินพุตและเอาต์พุต นี่คือคำถามสำหรับคุณ รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?