ผู้เริ่มต้นและคอนแทคเตอร์คลาสสิกกำลังค่อยๆกลายเป็นอดีตไปแล้ว สถานที่ของพวกเขาในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์เครื่องใช้ในครัวเรือนและระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมถูกครอบครองโดยโซลิดสเตตรีเลย์ - อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว
อุปกรณ์มีการออกแบบและไดอะแกรมการเดินสายต่าง ๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับสาขาของแอปพลิเคชัน ก่อนที่จะใช้อุปกรณ์คุณต้องเข้าใจหลักการทำงานของมันเรียนรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของการทำงานและการเชื่อมต่อของรีเลย์ประเภทต่างๆ คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้มีรายละเอียดในบทความ
อุปกรณ์โซลิดสเตตรีเลย์
โซลิดสเตตรีเลย์ (TTR) ที่ทันสมัยเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแยกส่วนซึ่งเป็นสวิตช์ไฟฟ้ากำลัง
โหนดการทำงานที่สำคัญของอุปกรณ์เหล่านี้แสดงโดย triacs, thyristors หรือทรานซิสเตอร์ TTR ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวซึ่งแตกต่างจากรีเลย์ไฟฟ้า
ขนาดของโซลิดสเตตรีเลย์นั้นขึ้นอยู่กับโหลดสูงสุดที่อนุญาตและความสามารถในการกำจัดความร้อนผ่านการถ่ายเทความร้อนและการพาความร้อน (+)
โครงสร้างภายในของอุปกรณ์เหล่านี้อาจแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับชนิดของโหลดที่ปรับได้และวงจรไฟฟ้า
โซลิดสเตทรีเลย์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยโหนดต่อไปนี้:
- โหนดอินพุตพร้อมฟิวส์
- ห่วงโซ่ไก;
- แยกแสง (ไฟฟ้า);
- โหนดสลับ
- วงจรป้องกัน
- เอาท์พุทโหนดโหลด
TTR โหนดอินพุตเป็นวงจรหลักที่มีตัวต้านทานที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ฟิวส์ในวงจรนี้เป็นตัวเลือก ภารกิจของโหนดอินพุตคือการยอมรับสัญญาณควบคุมและส่งคำสั่งไปยังสวิตช์โหลดสวิตช์
ด้วยกระแสสลับการแยกแบบไฟฟ้าถูกใช้เพื่อแยกการควบคุมและวงจรหลัก หลักการทำงานของรีเลย์นั้นขึ้นอยู่กับอุปกรณ์เป็นหลัก วงจรทริกเกอร์ที่รับผิดชอบในการประมวลผลสัญญาณอินพุตอาจรวมอยู่ในชุดแยกแสงหรือแยกต่างหาก
หน่วยป้องกันป้องกันการโอเวอร์โหลดและข้อผิดพลาดเนื่องจากในกรณีที่อุปกรณ์เสียอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออาจล้มเหลวได้
วัตถุประสงค์หลักของโซลิดสเตตรีเลย์คือการปิด / เปิดเครือข่ายไฟฟ้าโดยใช้สัญญาณควบคุมที่อ่อนแอ ซึ่งแตกต่างจาก analogues ระบบเครื่องกลไฟฟ้าพวกเขามีรูปร่างที่กะทัดรัดมากขึ้นและไม่ก่อให้เกิดการคลิกลักษณะในระหว่างการดำเนินการ
หลักการทำงานของ TTR
การทำงานของโซลิดสเตตรีเลย์ค่อนข้างง่าย TTR ส่วนใหญ่ออกแบบมาเพื่อควบคุมระบบอัตโนมัติในเครือข่าย 20-480 V.
การแยกด้วยแสงช่วยให้คุณสร้างสัญญาณควบคุมพลังงานขั้นต่ำซึ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเซ็นเซอร์ที่ทำงานจากแหล่งพลังงานอิสระ (+)
ในรุ่นคลาสสิคนั้นหน้าสัมผัสทั้งสองของวงจรสวิตช์และสายควบคุมสองเส้นจะรวมอยู่ในเคสอุปกรณ์ หมายเลขของพวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยเพิ่มจำนวนเฟสที่เชื่อมต่อ ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าในวงจรควบคุมโหลดหลักถูกเปิดหรือปิดโดยองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์
คุณลักษณะของโซลิดสเตตรีเลย์คือการมีความต้านทานแบบไม่สิ้นสุด หากรายชื่อในอุปกรณ์ไฟฟ้าถูกตัดการเชื่อมต่ออย่างสมบูรณ์จากนั้นในสถานะของแข็งไม่มีกระแสในวงจรจะมั่นใจได้โดยคุณสมบัติของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์
ดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกระแสการรั่วไหลเล็กน้อยอาจเกิดขึ้นซึ่งอาจส่งผลเสียต่อการทำงานของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ
การจำแนกประเภทโซลิดสเตตรีเลย์
ขอบเขตของรีเลย์มีความหลากหลายดังนั้นคุณสมบัติการออกแบบอาจแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับความต้องการของวงจรอัตโนมัติโดยเฉพาะ TTR ถูกจำแนกตามจำนวนเฟสที่เชื่อมต่อประเภทของกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้คุณสมบัติการออกแบบและประเภทของวงจรควบคุม
ตามจำนวนเฟสที่เชื่อมต่อ
โซลิดสเตตรีเลย์ใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องใช้ในบ้านและในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่มีแรงดันไฟฟ้า 380 V
ดังนั้นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับจำนวนเฟสแบ่งเป็น:
- เฟสเดียว;
- สามเฟส.
TTR เฟสเดียว อนุญาตให้ทำงานกับกระแส 10-100 หรือ 100-500 A. ควบคุมได้โดยใช้สัญญาณอะนาล็อก
ขอแนะนำให้เชื่อมต่อสายไฟที่มีสีต่าง ๆ เข้ากับรีเลย์สามเฟสเพื่อให้เมื่อติดตั้งอุปกรณ์คุณสามารถเชื่อมต่อได้อย่างถูกต้อง
รีเลย์สถานะของแข็งสามเฟส สามารถส่งกระแสในช่วง 10-120 A. อุปกรณ์ของพวกเขาเกี่ยวข้องกับหลักการการดำเนินการย้อนกลับได้ซึ่งช่วยให้มั่นใจความน่าเชื่อถือของการควบคุมของวงจรไฟฟ้าหลาย ๆ พร้อมกัน
มักใช้ SSR สามเฟสเพื่อจัดเตรียมมอเตอร์เหนี่ยวนำ ในวงจรควบคุมของเขาจะต้องรวมฟิวส์ที่รวดเร็วเนื่องจากกระแสที่ไหลเข้าสูง
ตามประเภทการใช้งานปัจจุบัน
โซลิดสเตตรีเลย์ไม่สามารถกำหนดค่าหรือประมวลผลซ้ำดังนั้นจึงสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องกับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของไฟหลักเท่านั้น
ขึ้นอยู่กับความต้องการ TTR สามารถควบคุมโดยวงจรไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าสองประเภท:
- ถาวร;
- ตัวแปร
ในทำนองเดียวกันหนึ่งสามารถจำแนก TTRs ตามประเภทของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ รีเลย์ส่วนใหญ่ในเครื่องใช้ในครัวเรือนใช้งานกับตัวแปรตัวแปร
กระแสตรงไม่ได้ใช้เป็นแหล่งพลังงานหลักในประเทศใด ๆ ในโลกดังนั้นรีเลย์ประเภทนี้จึงมีขอบเขตแคบ
อุปกรณ์ที่มีกระแสควบคุมคงที่นั้นมีความน่าเชื่อถือสูงและใช้แรงดันไฟฟ้าที่ 3-32 V. สำหรับการควบคุมอุปกรณ์เหล่านี้สามารถทนต่อช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-30 .. + 70 ° C) โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะ
รีเลย์ที่ควบคุมโดยกระแสสลับจะมีแรงดันไฟฟ้าควบคุมที่ 3-32 V หรือ 70-280 V. พวกมันถูกจำแนกโดยสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำและความเร็วในการตอบสนองสูง
โดยคุณสมบัติการออกแบบ
โซลิดสเตตรีเลย์มักถูกติดตั้งในแผงไฟฟ้าทั่วไปของอพาร์ทเม้นท์หลายรุ่นมีบล็อกติดตั้งสำหรับติดตั้งบนราง DIN
นอกจากนี้ยังมีหม้อน้ำพิเศษตั้งอยู่ระหว่าง TTR และพื้นผิวที่รองรับ ช่วยให้คุณสามารถทำให้อุปกรณ์เย็นลงขณะที่โหลดสูงในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพไว้
รีเลย์ติดตั้งอยู่บนราง DIN ส่วนใหญ่ผ่านตัวยึดพิเศษซึ่งยังมีฟังก์ชั่นเพิ่มเติม - มันเอาความร้อนส่วนเกินออกระหว่างการทำงานของอุปกรณ์
ระหว่างรีเลย์และหม้อน้ำขอแนะนำให้ใช้ชั้นวางความร้อนซึ่งเพิ่มพื้นที่สัมผัสและเพิ่มการถ่ายเทความร้อน นอกจากนี้ยังมี TTR ออกแบบมาเพื่อยึดกับผนังด้วยสกรูธรรมดา
ตามประเภทของรูปแบบการควบคุม
หลักการทำงานของเทคโนโลยีรีเลย์แบบปรับได้ไม่จำเป็นต้องมีการทำงานแบบทันทีทันใด
ดังนั้นผู้ผลิตจึงได้พัฒนารูปแบบการควบคุม TTR หลายรูปแบบที่ใช้ในด้านต่าง ๆ :
- ศูนย์ควบคุม. ตัวเลือกในการควบคุมโซลิดสเตตรีเลย์นี้จะทำงานเฉพาะเมื่อค่าแรงดันไฟฟ้าเป็น 0 มันถูกใช้ในอุปกรณ์ที่มีโหลดตัวเก็บประจุความต้านทาน (ตัวต้านทาน) และตัวเหนี่ยวนำที่อ่อนแอ
- ทันที. มันถูกใช้เมื่อต้องการการดำเนินการถ่ายทอดที่คมชัดเมื่อมีการใช้สัญญาณควบคุม
- ระยะ. จะถือว่ากฎระเบียบของแรงดันเอาท์พุทโดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ของการควบคุมปัจจุบัน มันถูกใช้เพื่อเปลี่ยนระดับความร้อนหรือแสงอย่างราบรื่น
โซลิดสเตตรีเลย์มีความแตกต่างกันในพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่สำคัญน้อยกว่า ดังนั้นเมื่อซื้อ TTR สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจรูปแบบการทำงานของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเพื่อซื้ออุปกรณ์ปรับที่เหมาะสมที่สุด
ต้องจัดเตรียมพลังงานสำรองเนื่องจากรีเลย์มีทรัพยากรการดำเนินงานที่ใช้อย่างรวดเร็วด้วยการโอเวอร์โหลดบ่อยครั้ง
ข้อดีและข้อเสียของ TTR
โซลิดสเตตรีเลย์ไม่ได้อยู่ในกลุ่มผู้เริ่มต้นและคอนแทคเตอร์ธรรมดาจากตลาด อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้มีข้อได้เปรียบมากมายกว่าระบบเครื่องกลไฟฟ้าซึ่งทำให้ผู้บริโภคเลือกได้
รีเลย์ขนาดเล็กมีขนาดกะทัดรัดและถูก จำกัด ด้วยกระแสไฟฟ้าที่ส่งสูงสุด พวกเขาได้รับการแก้ไขส่วนใหญ่โดยการบัดกรีขาพิเศษ
ข้อดีเหล่านี้รวมถึง:
- ใช้พลังงานต่ำ (น้อยกว่า 90%)
- ขนาดกะทัดรัดสำหรับอุปกรณ์ติดตั้งในพื้นที่ จำกัด
- ความเร็วในการสตาร์ทและปิดสูง
- เสียงรบกวนในการทำงานลดลงไม่มีลักษณะการคลิกของรีเลย์ไฟฟ้า
- ไม่คาดหวังการบำรุงรักษา
- อายุการใช้งานที่ยาวนานต้องขอบคุณแหล่งข้อมูลของการดำเนินงานหลายร้อยล้าน
- เนื่องจากความเป็นไปได้ในการปรับเปลี่ยนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ TTR จึงมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวาง
- ขาดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าขณะใช้งาน
- ความเสียหายของผู้ติดต่อเนื่องจากการกระแทกเชิงกลของพวกเขาจะไม่รวม
- ขาดการสัมผัสทางกายภาพโดยตรงระหว่างวงจรควบคุมและสวิตช์
- ความสามารถในการควบคุมโหลด
- การมีอยู่ในพัลส์ TTR ของวงจรอัตโนมัติที่ป้องกันการโอเวอร์โหลด
- ความเป็นไปได้ของการใช้งานในบรรยากาศที่ระเบิด
ข้อดีของรีเลย์สถานะของแข็งไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานตามปกติของอุปกรณ์ นั่นคือเหตุผลที่พวกเขายังไม่ได้แทนที่คอนแทคไฟฟ้า
สำหรับการทำงานที่มั่นคงของรีเลย์โซลิดสเตตที่ทรงพลังการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากที่อุณหภูมิสูงแรงดันโหลดจะบิดเบี้ยวอย่างรวดเร็ว (+)
TTR ยังมีข้อเสียที่ไม่อนุญาตให้ใช้ในหลายกรณี
minuses รวมถึง:
- การไร้ความสามารถของอุปกรณ์ส่วนใหญ่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 0.5 kV
- ราคาสูง.
- ความไวต่อกระแสไฟฟ้าสูงโดยเฉพาะในวงจรเริ่มต้นของมอเตอร์ไฟฟ้า
- ข้อ จำกัด การใช้งานในสภาพความชื้นสูง
- การลดลงอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำกว่า 30 ° C น้ำค้างแข็งและความร้อนสูงกว่า 70 ° C
- เคสขนาดกะทัดรัดนำไปสู่ความร้อนที่มากเกินไปของอุปกรณ์ที่มีความเสถียรสูงซึ่งจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ระบายความร้อนแบบพาสซีฟหรือแบบแอคทีฟพิเศษ
- ความสามารถในการละลายอุปกรณ์จากความร้อนในระหว่างการลัดวงจร
- Microcurrents ในสถานะปิดของรีเลย์สามารถเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่นหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่เสียบไว้อาจกะพริบเป็นระยะ ๆ
ดังนั้นรีเลย์สถานะของแข็งจึงมีการใช้งานเฉพาะ ในวงจรของอุปกรณ์อุตสาหกรรมไฟฟ้าแรงสูงการใช้งานมี จำกัด อย่างมากเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่สมบูรณ์ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์
อย่างไรก็ตามในเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุตสาหกรรมยานยนต์ TTR ครองตำแหน่งที่แข็งแกร่งเนื่องจากคุณสมบัติเชิงบวกของพวกเขา
แผนผังการเดินสายที่เป็นไปได้
โครงร่างการเชื่อมต่อโซลิดสเตตมีความหลากหลายมาก วงจรไฟฟ้าแต่ละตัวสร้างขึ้นตามคุณสมบัติของโหลดที่เชื่อมต่อ ฟิวส์เพิ่มเติมตัวควบคุมและอุปกรณ์ควบคุมอาจถูกเพิ่มเข้าไปในวงจร
เนื่องจากความจริงที่ว่าวงจรควบคุมและโหลดในอุปกรณ์ไม่ทับซ้อนกันคุณลักษณะทางไฟฟ้าของพวกเขาอาจแตกต่างกันตามพารามิเตอร์ใด ๆ (+)
ถัดไปรูปแบบการเชื่อมต่อ TTR ที่ธรรมดาและเรียบง่ายที่สุดจะถูกนำเสนอ:
- เปิดตามปกติ
- ด้วยวงจรเชื่อมต่อ;
- ปกติปิด
- สามเฟส;
- กลับได้
วงจรเปิดปกติ (เปิด) - รีเลย์หมายถึงโหลดที่จ่ายกระแสไฟฟ้าเมื่อมีสัญญาณควบคุม นั่นคืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะปิดเมื่ออินพุต 3 และ 4 ถูกยกเลิกการจ่ายไฟ
ก่อนซื้อรีเลย์จำเป็นต้องกำหนดประเภทของสถานะเริ่มต้น (ปิดหรือเปิด) เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ (+) ทำงานได้อย่างถูกต้อง
วงจรปิดปกติ - รีเลย์หมายถึงโหลดที่รับพลังงานเมื่อไม่มีสัญญาณควบคุม นั่นคืออุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ในสภาพการทำงานพร้อมอินพุตที่ไม่มีพลังงาน 3 และ 4
มีรูปแบบการเชื่อมต่อโซลิดสเตตรีเลย์ซึ่งการควบคุมและแรงดันโหลดเหมือนกัน วิธีนี้สามารถใช้พร้อมกันสำหรับการทำงานในเครือข่าย DC และ AC
รีเลย์สามเฟส เชื่อมต่อกันด้วยหลักการที่แตกต่างกันเล็กน้อย ผู้ติดต่อสามารถเชื่อมต่อในตัวเลือก "ดาว", "สามเหลี่ยม" หรือ "ดาวที่เป็นกลาง"
ทางเลือกของรูปแบบการเชื่อมต่อรีเลย์สามเฟสนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของการทำงานของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับมันเป็นโหลด
รีเลย์สถานะโซลิดสเตต ถูกนำไปใช้ในมอเตอร์ไฟฟ้าในโหมดที่สอดคล้องกัน พวกเขาจะผลิตในรุ่นสามเฟสและรวมถึงสองวงควบคุม
ถ้ามันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการถ่ายทอดที่จะสังเกตขั้วของการเชื่อมต่อของการติดต่อจากนั้นการทำเครื่องหมายจะระบุตำแหน่งที่จะเชื่อมต่อเฟสและศูนย์เสมอ
มีความจำเป็นต้องประกอบวงจรไฟฟ้าด้วย TTR หลังจากที่พวกเขาถูกวาดไว้ล่วงหน้าบนกระดาษเพราะอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อไม่ถูกต้องอาจล้มเหลวเนื่องจากการลัดวงจร
การใช้งานจริงของอุปกรณ์
ขอบเขตของการใช้โซลิดสเตตรีเลย์ค่อนข้างกว้างขวาง เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือสูงและไม่ต้องการการบำรุงรักษาเป็นประจำจึงมักติดตั้งในบริเวณที่เข้าถึงยากของอุปกรณ์
ในรีเลย์หลายตัวการเชื่อมต่อสายวงจรควบคุมนั้นต้องใช้ขั้วไฟฟ้าซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาในระหว่างการติดตั้งอุปกรณ์
พื้นที่หลักของการใช้ TTR คือ:
- ระบบควบคุมอุณหภูมิด้วยการใช้องค์ประกอบความร้อน
- การรักษาอุณหภูมิที่คงที่ในกระบวนการทางเทคโนโลยี
- การควบคุมการทำงานของหม้อแปลง
- การปรับแสง
- ไดอะแกรมของเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว, แสง, photosensors สำหรับไฟถนน ฯลฯ ;
- การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า
- แหล่งจ่ายไฟสำรอง
ด้วยการเพิ่มขึ้นของระบบอัตโนมัติของเครื่องใช้ในครัวเรือน, รีเลย์สถานะของแข็งกำลังเป็นที่แพร่หลายมากขึ้นและการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์กำลังเปิดพื้นที่ใหม่ของแอพลิเคชันของพวกเขาอย่างต่อเนื่อง
หากต้องการคุณสามารถประกอบรีเลย์สถานะของแข็งด้วยตัวเอง คำแนะนำโดยละเอียดถูกนำเสนอในบทความนี้
วิดีโอที่นำเสนอจะช่วยให้เข้าใจการทำงานของรีเลย์โซลิดสเตตได้ดีขึ้นและทำความคุ้นเคยกับวิธีการเชื่อมต่อของพวกเขา
การสาธิตการใช้งานจริงของรีเลย์แบบโซลิดสเตตอย่างง่าย:
การวิเคราะห์ความหลากหลายและคุณสมบัติของการทำงานของรีเลย์สถานะของแข็ง:
การทดสอบการทำงานและระดับความร้อนของ TTR:
เกือบทุกคนสามารถติดตั้งวงจรไฟฟ้าจากรีเลย์สถานะของแข็งและเซ็นเซอร์
อย่างไรก็ตามการวางแผนวงจรงานจำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานทางวิศวกรรมไฟฟ้าเนื่องจากการเชื่อมต่อที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตหรือไฟฟ้าลัดวงจร แต่เป็นผลมาจากการกระทำที่ถูกต้องคุณจะได้รับอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากมายในชีวิตประจำวัน
มีอะไรเพิ่มเติมหรือมีคำถามเกี่ยวกับการเชื่อมต่อและการใช้รีเลย์สถานะของแข็ง? คุณสามารถแสดงความคิดเห็นในสิ่งพิมพ์, มีส่วนร่วมในการอภิปรายและแบ่งปันประสบการณ์ของคุณเองโดยใช้อุปกรณ์ดังกล่าว แบบฟอร์มการติดต่ออยู่ในบล็อกด้านล่าง