رله حالت جامد نوع جدیدی از رله بدون تماس در مهندسی برق نوآورانه است. تعویض بارهای قدرتمند ما روی رله به درستی کلیک می کنیم و یک بار قدرتمند را تغییر می دهیم

سلف انرژی را مستقیماً متناسب با اندوکتانس L و مجذور جریان I از سیم پیچ ذخیره می کند:

هنگامی که اندوکتانس به مدار منبع تغذیه متصل می شود، جریان عبوری از سیم پیچ به آرامی افزایش می یابد (القایی اجازه جریان هجومی را نمی دهد) با ثابت زمانی متناسب با اندوکتانس سیم پیچ L و مقاومت کل Kc کل مدار متصل به صورت سری با سیم پیچ:

بنابراین، بارهای القایی هنگام روشن شدن مشکلی ایجاد نمی کنند (به استثنای شیر برقی با هسته متحرک و موتورهای الکتریکی، که در هنگام روشن شدن، اندوکتانس کوچک است و جریان راه اندازی می تواند ده ها برابر بیشتر از جریان در حالت پایدار باشد). .

هنگامی که سلف ها خاموش می شوند، انرژی ذخیره شده در سیم پیچ آزاد می شود و یک ولتاژ خود القایی برابر با ولتاژ عملیاتی برابر با ضریب کیفیت سیم پیچ ایجاد می کند. ضریب کیفیت یک بار القایی در عمل از 0.5 (سیم پیچ با مقاومت داخلی بالا) تا 50 (شیر برقی معمولی قفل های الکترومکانیکی، سیم پیچ کنتاکتورها و رله های قدرتمند، موتورهای الکتریکی و غیره) متغیر است. ولتاژ خود القایی سیم پیچ یک رله صنعتی معمولی با ولتاژ کاری 24 VDC می تواند از 1 کیلو ولت تجاوز کند!

در صورت نیاز به تعویض بارهای القایی، باید به رله هایی با موارد زیر اولویت داده شود:

حداقل زمان خاموش شدن؛

حداکثر فاصله بین مخاطبین؛

کنتاکت ها از آلیاژهای AgCdO یا AgSnO ساخته شده اند.

مدارهای ویژه خاموش کننده جرقه به خاموش کردن قوس کمک می کند؛ بخش ویژه ای به بررسی آنها اختصاص داده می شود.

استفاده در مدارهای سوئیچینگ برای ایجاد و باز کردن بارهای القایی و مقاومتی خازنی. ماهیت اختراع، دستگاه سوئیچینگ شامل یک رله الکترومغناطیسی، یک کنتاکت و یک کلید غیر تماسی کنترل شده دو جهته است که قادر به بسته شدن و باز کردن بارهای خازنی، القایی یا صرفاً مقاومتی بدون قوس و بدون تلفات حرارتی قابل توجه است. بستن بار با استفاده از ولتاژی انجام می شود که از طریق یک عنصر نوری تشخیص فاز به یک کلید بدون تماس کنترل شده دو جهته تامین می شود. همین ولتاژ به مدار تأخیر زمانی RC اعمال می شود، مانند مدار RC، که به یک رله الکترومغناطیسی برای مدت زمان معینی انرژی می دهد. وقتی باز می شود، این ترتیب برعکس می شود. 4 ساعت ص f-ly, 1 بیمار.

این اختراع مربوط به مدار سوئیچینگ برای ایجاد و باز کردن بار خازنی، القایی و مقاومتی است. دستگاه های کلید زنی الکتریکی در نمونه های مختلفی به نام مدارهای رله شناخته می شوند. رله‌های الکترومغناطیسی شناخته‌شده‌ای وجود دارند، اما به فضا، انرژی زیادی نیاز دارند و علاوه بر این، هنگام بسته شدن و باز کردن صدای الکتریکی ایجاد می‌کنند. چنین دستگاه هایی همچنین به قدرت کنترل نسبتاً زیادی نیاز دارند و بنابراین برای تعدادی از کارها منع مصرف دارند، به عنوان مثال، هنگامی که از طریق رایانه کنترل می شوند. نوع دیگری از مدارهای سوئیچینگ الکتریکی کاملاً مبتنی بر الکترونیک است، یعنی ساخت و شکستن بدون تماس مکانیکی انجام می شود، اما در عوض از فناوری نیمه هادی استفاده می کند. این رله های به اصطلاح "SSR-relay" (رله های حالت جامد) تلفات حرارتی بالایی در بارهای بالا به ویژه با بارهای القایی دارند. بنابراین، آنها باید خنک شوند، که برای آن از تعدادی از وظایف، به ویژه برای استفاده در مدت زمان طولانی، حذف می شوند. نزدیکترین به ادعا شده یک دستگاه سوئیچینگ حاوی پایانه های ورودی برای اتصال به منبع سیگنال باینری کنترل، پایانه های خروجی برای اتصال دستگاه به مدار بار، یک رله الکترومغناطیسی است که تماس آن بین پایانه های خروجی وصل شده است. دستگاه، یک کلید بدون تماس با کنترل دو طرفه، مدار خروجی متصل به موازات تماس رله الکترومغناطیسی بین پایانه های خروجی دستگاه، مدار کنترل رله الکترومغناطیسی، پایانه های ورودی متصل به پایانه های ورودی دستگاه و پایانه های خروجی به سیم پیچ رله الکترومغناطیسی و یک عنصر کوپلینگ نوری با ساطع کننده نور در مدار ورودی کنترل، خروجی متصل به ورودی کنترل کلید بدون تماس و مدار کنترل الکترومغناطیسی رله به شکل ساخته شده است. یک تکرار کننده سیگنال باینری با تاخیر زمانی لبه جلوی سیگنال خروجی آن نسبت به لبه جلوی سیگنال ورودی. نقطه ضعف دستگاه شناخته شده این است که دارای یک مدار نسبتاً پیچیده است که شامل بسیاری از عناصر مدار نسبتاً پیچیده است. هدف از اختراع ارائه یک وسیله کلیدزنی برای ایجاد و شکستن انواع بارها با هر مدار AC است، به ویژه در مواردی که هر گونه اثر حرارتی یا صدای فرکانس بالا در حین ایجاد و شکستن نامطلوب یا غیرقابل قبول باشد و یا خطری وجود داشته باشد. از انفجار علاوه بر این، اهمیت ارائه یک وسیله سوئیچینگ جمع و جور، ساده، قابل اعتماد و ارزان برای ساخت اضافه شده است. برای رسیدن به یک اثر مثبت، یک مدار کنترل سوئیچ بدون تماس به دستگاه وارد می شود، پایانه های ورودی به موازات مدار کنترل رله الکترومغناطیسی به پایانه های ورودی دستگاه متصل می شوند و پایانه های خروجی به ورودی کنترل متصل می شوند. از عنصر کوپلینگ نوری، که با یک آشکارساز تقاطع صفر بار یکپارچه داخلی، در حال تغییر فاز است، یک سوئیچ بدون تماس با کنترل دو طرفه با یک ورودی کنترل از نوع سیلیکونی با یک الکترود کنترل مشترک برای هر دو جهت ساخته شده است، که خروجی یک نوری است. عنصر کوپلینگ بین الکترود کنترل و الکترود قدرت مربوطه سوئیچ بدون تماس متصل می شود. نقشه یک نمودار از دستگاه پیشنهادی را نشان می دهد. دستگاه سوئیچینگ شامل ترمینال های ورودی 1 برای اتصال به یک منبع سیگنال باینری کنترل، پایانه های خروجی برای اتصال دستگاه به مدار بار 2، یک رله الکترومغناطیسی 3، که کنتاکت 4 آن بین پایانه های خروجی دستگاه متصل است، یک سوئیچ بدون تماس با کنترل دو طرفه 5، مدار خروجی به صورت موازی با تماس رله الکترومغناطیسی بین پایانه های خروجی دستگاه، مدار کنترل رله الکترومغناطیسی 6، پایانه های ورودی متصل به پایانه های ورودی دستگاه و خروجی متصل می شود. پایانه ها به سیم پیچ رله الکترومغناطیسی، و عنصر جفت نوری با ساطع کننده نور 7 در مدار ورودی کنترل، خروجی عنصر حساس به نور 8، متصل به ورودی کنترل سوئیچ بدون تماس 5، علاوه بر این، مدار کنترل رله الکترومغناطیسی به شکل یک تکرار کننده سیگنال باینری با تاخیر زمانی لبه جلوی سیگنال خروجی آن نسبت به لبه جلوی سیگنال ورودی، مدار کنترل 9 سوئیچ بدون تماس، پایانه های ورودی متصل به پایانه های ورودی دستگاه به موازات مدار کنترل رله الکترومغناطیسی، و پایانه های خروجی به ورودی کنترل عنصر کوپلینگ نوری، تغییر فاز را با آشکارساز عبور صفر بار یکپارچه داخلی، بدون تماس کنترل شده دو طرفه انجام می دهند. سوئیچ 5 با یک ورودی کنترل از نوع سیلیستور با یک الکترود کنترل مشترک برای هر دو جهت ساخته شده است، خروجی عنصر کوپلینگ نوری 8 (عنصر حساس به نور) بین الکترود کنترل و الکترود برق مربوطه سوئیچ بدون تماس 5 متصل می شود. مدار کنترل رله الکترومغناطیسی 6 بر روی یک مقاومت 10 و یک خازن 11 متصل به صورت سری ساخته شده است که در آن یک تقویت کننده روی ترانزیستور 12 نیز می تواند وارد شود. مدار کنترل کلید بدون تماس 5 به صورت یک مقاومت سری 13 و یک خازن 14 (دومین مدار RC) ساخته شده است که یک خروجی آن به نقطه مشترک دیود 15 و مقاومت 16 به صورت سری متصل می شود. عملکرد این مثال پیاده سازی به این صورت است که ولتاژ کنترلی برای بستن و باز کردن مدار تامین می شود. اگر از ولتاژ AC استفاده می شود، باید اصلاح شود. در حضور ولتاژ کنترل، جریان از دیود 15، مقاومت 16 و ساطع کننده نور 7 عنصر کوپلینگ نوری عبور می کند. این به نوبه خود عنصر حساس به نور 8 را فعال می کند. عنصر رابط نوری به گونه ای طراحی شده است که برای کنترل سوئیچ بدون تماس 5 از نوع سیلیستور استفاده می شود و علاوه بر این بسته شدن را تا زمانی که زاویه فاز صفر شود به تاخیر می اندازد. عنصر رابط نوری به ورودی کنترل سوئیچ بدون تماس 5 متصل است که بار را به هم متصل می کند. این بار می تواند القایی، خازنی یا صرفاً مقاومتی باشد. همزمان با شروع کلید بدون تماس، از طریق تماس 4 با یک ولتاژ کنترل، همان ولتاژ تولید میدان الکتریکی در خازن 11 را از طریق مقاومت 10 آغاز می کند. خازن 11 به همراه مقاومت 10 یک مدار تاخیر ایجاد می کند. (زنجیره RC)، که برای مدت زمان تعیین شده توسط مقادیر انتخاب شده مقاومت 10 و خازن 11، ولتاژی بین پایه ترانزیستور 12 و زمین ایجاد می کند، به طوری که مقاومت 12 جریان را از طریق سیم پیچ کنترل الکترومغناطیسی هدایت می کند. رله 3، که تماس 4 بار بسته شدن رله 2 را شنت می دهد. هنگام استفاده از ترانزیستور 12 برای تقویت سطح ولتاژ، مدار RC بار زیادی در مدار RC ایجاد می کند که تمایل به بیش از حد دارد و بنابراین، خازن می تواند ظرفیت قابل توجهی کمتری داشته باشد. از آنجایی که ولتاژ کنترل سیلیستور را راه اندازی می کند و شروع به شارژ خازن 11 می کند، همان ولتاژ کنترل از طریق مقاومت 13 شروع به شارژ خازن 14 می کند. مقاومت های 13 و 16 به همراه خازن 14 مدارهای تاخیر را تشکیل می دهند. این مدار تاخیری هنگام باز کردن اتصال بار استفاده می شود. به محض قطع ولتاژ کنترل، یک مدار RC تشکیل شده از مقاومت های 12 و 16 و یک خازن 14 جریان را برای مدت زمان تعیین شده توسط این مدار RC به عنصر نوری می رساند. از طرف دیگر، ترانزیستور 12 بلافاصله خاموش می شود و رله الکترومغناطیسی را باز می کند. با این حال، اتصال به بار توسط سوئیچ 5 تا زمانی که خازن 14 به طور قابل توجهی تخلیه شود، ولتاژ کنترل به طور کامل حذف شود، حفظ می شود. برای اینکه سوئیچ 5 مدار را در تقاطع ولتاژ صفر باز کند، ثابت زمانی زنجیره RC تشکیل شده توسط عناصر 16، 13 و 14 باید حداقل با نیمی از دوره بارگذاری 2 مطابقت داشته باشد. با این حال، می تواند بیشتر باشد، زیرا این ثابت است. کانکتور نوری است که فاز را تعیین می کند، سفری را تعریف می کند که دقیقاً در تقاطع ولتاژ صفر رخ می دهد. این نشان می‌دهد که تحمل اجزای کوچک مهم نیست و می‌توان از قطعات ارزان‌قیمت برای دستیابی به نتایج مشابه با قطعات دقیق‌تر و گران‌تر استفاده کرد. با استفاده از یک المنت نوری برای بستن و باز کردن کلید 9، امکان جداسازی گالوانیکی بین مدار کنترل و بار نیز وجود دارد.

مطالبه

1. یک دستگاه سوئیچینگ حاوی پایانه های ورودی برای اتصال به منبع سیگنال باینری کنترل، پایانه های خروجی برای اتصال دستگاه به مدار بار، یک رله الکترومغناطیسی که تماس آن بین پایانه های خروجی دستگاه، به صورت دو طرفه وصل شده است. کلید بدون تماس کنترل شده، مدار خروجی متصل به موازات تماس رله الکترومغناطیسی بین خروجی های دستگاه، مدار کنترل رله الکترومغناطیسی که توسط خروجی های ورودی به خروجی های ورودی دستگاه و توسط خروجی های خروجی به سیم پیچی متصل می شود. رله الکترومغناطیسی و یک عنصر کوپلینگ نوری با یک ساطع کننده نور در مدار ورودی کنترل، خروجی متصل به ورودی کنترل کلید بدون تماس و مدار کنترل رله الکترومغناطیسی به شکل یک تکرار کننده سیگنال باینری ساخته شده است. با تاخیر زمانی لبه جلوی سیگنال خروجی آن نسبت به لبه جلوی سیگنال ورودی، مشخص می شود که مدار کنترل سوئیچ بدون تماس به دستگاه وارد می شود، پایانه های ورودی به صورت موازی به پایانه های ورودی دستگاه متصل می شوند. با مدار کنترل رله الکترومغناطیسی، و پایانه های خروجی به ورودی کنترل ارتباط نوری عنصر متصل می شوند، با یک آشکارساز داخلی یکپارچه بار صفر، یک سوئیچ غیر تماسی کنترل شده دو طرفه ساخته شده است. یک ورودی کنترل از نوع تریاک با یک الکترود کنترل مشترک برای هر دو جهت، خروجی عنصر کوپلینگ نوری بین الکترود کنترل و الکترود قدرت متناظر سوئیچ غیر تماسی متصل می شود و ورودی اندازه گیری تقاطع صفر آشکارساز است. بار، در حالی که مدار کنترل سوئیچ بدون تماس به شکل یک تکرار کننده سیگنال باینری با تاخیر زمانی لبه انتهایی سیگنال خروجی آن نسبت به لبه انتهایی سیگنال ورودی ساخته شده است. 2. دستگاه طبق ادعای 1، مشخص می شود که مدار کنترل رله الکترومغناطیسی به شکل اولین مدار RC ساخته شده است، متشکل از یک مقاومت و یک خازن متصل به صورت سری، که بین پایانه های ورودی این مدار کنترل متصل است، در حالی که سیم پیچ رله الکترومغناطیسی به صورت موازی با خازن اولین زنجیره های RC متصل می شود. 3. دستگاه طبق ادعای 2 که مشخصه آن این است که یک ترانزیستور به اولین مدار RC وارد می شود که پایه آن به نقطه مشترک مقاومت و خازن اولین مدار RC متصل می شود، کلکتور با یک ترمینال متفاوت این مقاومت و سیم پیچ رله الکترومغناطیسی به موازات خازن اولین مدار RC از طریق اتصال پایه-امیتر ترانزیستور متصل می شود. 4. دستگاه طبق ادعای 1، مشخص می شود که مدار کنترل سوئیچ بدون تماس به شکل یک مدار RC دوم ساخته شده است که یک خروجی آن به یک نقطه مشترک از یک دیود متصل به سری و یک مقاومت دوم، خروجی دیگر آن به اولین خروجی مدار کنترل سوئیچ بدون تماس متصل است که خروجی دوم آن خروجی دوم مدار RC است. 5. دستگاه طبق ادعای 4 که مشخصه آن این است که ثابت زمانی تخلیه خازن مدار RC دوم بیشتر یا مساوی نصف دوره ولتاژ متناوب در پایانه های خروجی دستگاه انتخاب می شود.

اختراعات مشابه:

این اختراع مربوط به یک دستگاه قطع کننده (1) برای قطع جریان مستقیم بین منبع جریان مستقیم (2) و یک دستگاه الکتریکی (3)، به ویژه بین یک ژنراتور فتوولتائیک و یک اینورتر با یک کنتاکت سوئیچینگ مکانیکی رسانا (7a, 7b) است. و با الکترونیک نیمه هادی (8) متصل به موازات کنتاکت سوئیچینگ (7a, 7b)

این اختراع مربوط به یک دستگاه مدار مدولار (10) برای سوئیچینگ توان الکتریکی است. این شامل یک سوکت (40) رله و یک آداپتور (30) است که به صورت جداشدنی به سوکت (40) رله متصل است. آداپتور (30) شامل یک رله نیمه هادی (60) و یک دستگاه کنترل (50) است که به طور الکتریکی به آن متصل است. علاوه بر این، پیش بینی شده است که یک رله (20) به صورت الکتریکی و مکانیکی به آداپتور (30) به صورت جداشدنی وصل شود، به گونه ای که در حالت پس از اتصال، رله نیمه هادی (60) به صورت موازی به آداپتور مکانیکی متصل شود. سوئیچ (22) رله (20) و دستگاه کنترل (50) می تواند رله (20) و رله حالت جامد (60) را در زمان های مختلف کنترل کند. EFFECT: کاهش درجه سایش کنتاکت های رله معمولی باز که می توانند بدون بار بسته و باز شوند. 2 n. و 7 z.p. f-ly, 3 بیمار.

دستگاه (13) برای قطع جریان الکتریکی از طریق خط انتقال یا توزیع برق (14) شامل یک اتصال موازی قطع کننده اصلی (8) و یک مقاومت غیر خطی (11) است. قطع کننده اصلی (8) دارای حداقل یک کلید نیمه هادی قدرتمند با جهت جریان اول است. دستگاه (13) علاوه بر این شامل یک اتصال سریالی از یک کلید پرسرعت (10) حاوی حداقل یک کلید مکانیکی و یک قطع کننده کمکی (9) است که در حالت باز مقاومت کمتری نسبت به بریکر اصلی (8) دارد. و حاوی حداقل یک کلید نیمه هادی قدرتمند با جهت جریان اول است. این اتصال سریال به صورت موازی با اتصال موازی متصل می شود. در روش استفاده از دستگاه (13) ابتدا بریکر کمکی (9) باز می شود و بدین ترتیب جریان به قطع کننده اصلی (8) تغییر می کند و پس از آن کلید پرسرعت (10) و سپس کلید اصلی باز می شود. شکن (8) باز می شود، بنابراین جریان به مقاومت غیر خطی (11) تغییر می کند. دستگاه (13) علاوه بر این ممکن است در یک آرایش محدود کننده جریان استفاده شود. EFFECT: ارائه قطع جریان مستقیم با کاهش تلفات حالت پایدار در کلیدهای نیمه هادی پرقدرت. 10 n. و 29 z.p. f-ly, 12 بیمار.

سوئیچ شامل اولین و دومین کنتاکت برای تامین برق برای عملکرد دستگاه الکترونیکی و همچنین اولین کنتاکت بسته و باز و دومین کنتاکت بسته و باز کننده متصل به مدار داخلی دستگاه الکترونیکی است. سوئیچ همچنین شامل یک واحد منبع تغذیه، یک کلید فعال سازی است که یک سیگنال کنترلی برای مدار داخلی دستگاه الکترونیکی تولید می کند، و یک واحد تاخیر که تضمین می کند که هنگام روشن شدن، سوئیچ تماس و کلید فعال سازی به طور همزمان کار نکنند. اما با یک زمان تاخیر مشخص. EFFECT: اتصال ایمن یک دستگاه الکترونیکی بدون افزایش جریان یا تخلیه جرقه قوی و همچنین خاموش شدن خودکار یک سوئیچ تماسی دو قطبی بلافاصله یا بعد از مدتی در صورت قطع برق توسط برنامه یا زمانی که برق داخلی مدار به دلیل سیگنال کنترل کلید فعال سازی خاموش می شود که از مصرف انرژی در حالت آماده به کار جلوگیری می کند. 2 w.p. f-ly, 15 بیمار.

این اختراع مربوط به مدار سوئیچینگ برای ایجاد و باز کردن بار خازنی، القایی و مقاومتی است.

ظهور نیمه هادی ها تأثیر زیادی بر توسعه الکترونیک داشت: ابعاد کلی و همچنین قیمت قطعات به طور قابل توجهی کاهش یافت. دیودها و ترانزیستورها در همه جا ریشه دوانیدند. یکی از این صنایع تبدیل به فناوری رله شده است که به لطف نیمه هادی ها دامنه کاربردها را به میزان قابل توجهی گسترش داده است.

استفاده از نیمه هادی ها منجر به ظهور کلاس جدیدی از فناوری رله به نام رله حالت جامد (SSR) شده است. بنابراین، اگر در رله های الکترومکانیکی از یک کنتاکت مکانیکی برای باز کردن (بستن) مدار استفاده می شد، در کلاس جدیدی از دستگاه ها، ترانزیستورها و تریستورها (تریاک) این عملکرد را بر عهده گرفتند. این جایگزینی امکان دور شدن از تعدادی از کاستی های قابل توجه رله های الکترومکانیکی مانند: جهش تماسی، وقوع تخلیه قوس در حین سوئیچینگ، زمان سوئیچینگ بالا و قابلیت اطمینان کم را فراهم کرد. علاوه بر این، استفاده از یک مدار اتصال امکان افزودن "هوش" رله را فراهم کرد، یعنی. اجرای تعدادی از توابع سرویس: کنترل عبور از صفر، وجود سیگنال وضعیت و غیره. و همه اینها دارای اندازه نسبتاً جمع و جور هستند. استفاده از نیمه هادی ها همچنین دور شدن از عایق الکترومغناطیسی را امکان پذیر کرد و آن را با یک اپتوالکترونیک جایگزین کرد که باعث افزایش ایمنی نویز شد.

وجود تمامی این مزایا امکان اعمال TTR را در صنایع مختلف فراهم کرد. بنابراین امکان سازماندهی عملکرد رله نه زمانی که سیگنال کنترل از صفر عبور می کند، بلکه در مقدار حداکثر (دامنه) آن، نقش SSR را برای تغییر بارهای القایی تقویت می کند. این فرآیند با سوئیچینگ بار فعال متفاوت است زیرا در لحظه اعمال سیگنال، فرآیند انتقال ایجاد حالت ثابت مدار الکتریکی آغاز می شود که در آن مقدار متوسط ​​جریان برای دوره صفر است. در این حالت یک جزء ثابت از جریان الکتریکی در طول مدت فرآیند گذرا در مدار ظاهر می شود که بستگی به اندوکتانس و مقاومت مدار (ثابت زمانی مدار τ=L/R) دارد (مدار کار می کند. با سوگیری برای مدت زمان فرآیند گذرا). نامطلوب ترین لحظه روشن شدن لحظه ای است که ولتاژ فاز از صفر عبور می کند. در این حالت، جریان بایاس و بر این اساس، دامنه جریان در مدار دارای حداکثر مقدار است. این حالت می تواند منجر به اشباع هسته (ترانسفورماتور، اتوترانسفورماتور، سیم پیچ کنتاکتور و غیره) شود. و در نتیجه کاهش شدید اندوکتانس و بر این اساس افزایش شدید جریان (شکل 1).

شکل 1 - فرآیند گذرا هنگامی که رله روشن می شود زمانی که ولتاژ فاز از صفر عبور می کند. τ ثابت زمانی مدار الکتریکی است.

اگر رله با حداکثر دامنه Um مقدار ولتاژ متناوب روشن شود، می توان از این امر اجتناب کرد (شکل 2). همانطور که از نمودار مشاهده می شود، این امر با تغییر فاز جریان نسبت به ولتاژ 90 درجه به دست می آید.

شکل 2 - فرآیند گذرا هنگامی که رله روشن می شود زمانی که ولتاژ فاز از حداکثر مقدار Um عبور می کند.

یکی از گزینه های حل این مشکل استفاده از رله AC تک فاز نوری نیمه هادی RPT-90 با روشن شدن در حداکثر (دامنه Um) مقدار ولتاژ AC، ساخت شرکت داخلی CJSC Proton-Impulse ( شکل 3). رله در یک کیس یکپارچه با ابعاد 58.4x45.7x23 ساخته شده است.

شکل 3 - ابعاد کلی و اتصال ماژول

رله برای اتصال یک بار فعال و فعال القایی (ترانسفورماتور، اتوترانسفورماتور، کنتاکتور الکترومغناطیسی و غیره) به شبکه جریان متناوب با فرکانس f=50-60Hz، ولتاژ Ud=100-400V طراحی شده است. یک ولتاژ متناوب از 7 تا 278 ولت می تواند به عنوان یک ولتاژ کنترل عمل کند مدار سوئیچینگ در شکل 4 نشان داده شده است.

شکل 4 - طرح روشن کردن رله RPT-90

این رله جهانی است، دارای حفاظت IP 54 است و امکان تعویض بارهای اکتیو و القایی را برای جریان تا 63 A می دهد. مشخصات فنی رله در جدول 1 ارائه شده است.

جدول 1. پارامترهای اصلی RPT-90

نتیجه گیری:

علاوه بر مزایای فوق، SSR ها قابلیت اطمینان و زمان عملیاتی را افزایش داده اند، که رله ارائه شده را به یک راه حل جهانی برای مشکل سوئیچینگ مدار به یک بار فعال و القایی تبدیل می کند.

یکی از کاربردهای رایج دیودها، تضعیف "بازگشت" القایی است: پالس های ولتاژ بالا که هنگام قطع جریان DC از طریق یک سلف ایجاد می شود. به عنوان مثال، مدار ساده در شکل زیر را بدون محافظت در برابر ضربه القایی در نظر بگیرید.

هنگامی که دکمه فشار داده می شود، جریان از سلف عبور می کند و یک میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می کند. هنگامی که دکمه فشار داده می شود، تماس آن قطع می شود، جریان جریان از طریق سلف قطع می شود و باعث کاهش سریع میدان مغناطیسی می شود. از آنجایی که ولتاژ القا شده در سیم پیچ سیم به طور مستقیم با سرعت تغییر شار مغناطیسی در طول زمان متناسب است (قانون فارادی: e = NdΦ/dt)، این کاهش سریع در میدان مغناطیسی اطراف سیم‌پیچ باعث ایجاد یک "سنبله" می شود. ولتاژ بالا.

در مورد سیم پیچ الکترومغناطیس، مانند یک سلونوئید یا رله، (طراحی شده برای تولید نیروی فیزیکی با استفاده از میدان مغناطیسی در هنگام جاری شدن جریان)، اثر القایی "پس زدن" اصلاً هدف مفیدی ندارد. در واقع برای سوئیچ بسیار مضر است، زیرا باعث جرقه زدن بیش از حد کنتاکت ها می شود که عمر آنها را بسیار کاهش می دهد. از راه های عملی برای کاهش گذرا ولتاژ بالا که هنگام باز شدن کلید رخ می دهد، ساده تر از دیود سوئیچینگ که در شکل زیر نشان داده شده است، وجود ندارد.

در این مدار، دیود به صورت موازی با سیم پیچ متصل می شود، بنابراین هنگامی که ولتاژ DC از طریق دکمه به سیم پیچ اعمال می شود، بایاس معکوس می شود. بنابراین، وقتی سیم‌پیچ برق می‌شود، دیود جریانی را هدایت نمی‌کند (شکل بالا (ب)).

با این حال، هنگامی که کلید باز می شود، اندوکتانس سیم پیچ با القای ولتاژی با قطبیت معکوس به کاهش جریان واکنش نشان می دهد تا جریان را در همان مقدار و در یک جهت حفظ کند. این معکوس شدن ناگهانی قطبیت ولتاژ سیم پیچ به جلو، دیود را بایاس می کند و دیود مسیری را برای جریان در سلف فراهم می کند، بنابراین تمام انرژی ذخیره شده آن به آرامی به جای آنی تلف می شود (شکل بالا (ج)).

در نتیجه، ولتاژ القا شده در سیم پیچ با کاهش شدید میدان مغناطیسی آن بسیار کم است: فقط مقدار افت ولتاژ مستقیم در سراسر دیود، و نه صدها ولت، همانطور که قبلاً بود. بنابراین، در طول فرآیند تخلیه، ولتاژی برابر با ولتاژ باتری به علاوه تقریباً 0.7 ولت (در صورت استفاده از دیود سیلیکونی) به کنتاکت های کلید اعمال می شود.

در زبان الکترونیک، اصطلاح سوئیچینگ به تغییر قطبیت یک ولتاژ یا جهت جریان اشاره دارد. بنابراین، هدف یک دیود سوئیچینگ این است که هر زمان که ولتاژ قطبیت خود را تغییر می دهد، عمل کند، به عنوان مثال، روی یک سلف زمانی که جریان جریان از طریق آن قطع می شود. یک اصطلاح کمتر رسمی برای یک دیود سوئیچینگ، snubber است، زیرا ضربه القایی را "نم کننده" یا "خاموش" می کند.

یک نقطه ضعف قابل توجه این روش زمان اضافی است که به تخلیه سیم پیچ اضافه می کند. از آنجایی که ولتاژ القایی به مقدار بسیار کم محدود می شود، نرخ تغییر شار مغناطیسی در طول زمان نسبتاً کند است. به یاد داشته باشید که قانون فارادی میزان تغییر شار مغناطیسی (dΦ/dt) را متناسب با ولتاژ لحظه ای القا شده (e یا v) توصیف می کند. اگر ولتاژ لحظه ای به مقدار کمی محدود شود، آنگاه نرخ تغییر شار مغناطیسی در طول زمان نیز به مقدار کم (کند) محدود می شود.

اگر سیم پیچ الکترومغناطیس توسط یک دیود سوئیچینگ خاموش شود، میدان مغناطیسی در مقایسه با سناریوی اصلی (بدون دیود)، که در آن میدان تقریباً بلافاصله پس از باز شدن سوئیچ ناپدید می شود، با سرعت نسبتاً آهسته ای از بین می رود. مدت زمان مورد نظر به احتمال زیاد کمتر از یک ثانیه خواهد بود، اما به طور قابل توجهی بیشتر از زمان بدون دیود سوئیچینگ خواهد بود. اگر از سیم پیچ برای فعال کردن رله الکترومکانیکی استفاده شود، این می تواند منجر به عواقب غیرقابل قبولی شود، زیرا رله یک "تأخیر زمانی" طبیعی در خاموش کردن سیم پیچ خواهد داشت و تأخیر ناخواسته حتی کسری از ثانیه می تواند برای آن مضر باشد. برخی از مدارها

متأسفانه، غیرممکن است که به طور همزمان گذرا ولتاژ بالا ضربه القایی را حذف کنید و سیم پیچ را به سرعت مغناطیسی زدایی کنید: نقض قانون فارادی غیرممکن است. با این حال، اگر مغناطیس زدایی آهسته غیرقابل قبول باشد، می توان با اجازه دادن به ولتاژ سیم پیچ به سطح بالاتری (اما نه به اندازه بدون دیود سوئیچینگ) بین ولتاژ گذرا و زمان مصالحه ایجاد کرد. نمودار در شکل زیر نشان می دهد که چگونه می توان این کار را انجام داد.

یک مقاومت سری با دیود سوئیچینگ اجازه می دهد تا ولتاژ القا شده توسط سیم پیچ تا سطحی بالاتر از افت ولتاژ پیشروی دیود افزایش یابد و در نتیجه روند گاز زدایی را سرعت می بخشد. این، البته، ولتاژ بیشتری را در سراسر کنتاکت ها تولید می کند، بنابراین مقاومت باید اندازه ای داشته باشد تا ولتاژ گذرا را به حداکثر سطح قابل قبول محدود کند.

مدیریت بارهای قدرتمند یک موضوع نسبتاً محبوب در بین افرادی است که به نوعی با اتوماسیون خانگی مرتبط هستند، و به طور کلی، بدون توجه به پلت فرم: چه آردوینو، چه Rapsberry Pi، Unwired One یا پلتفرم دیگری، روشن یا خاموش کردن نوعی بخاری دیگ بخار یا داکت فن دیر یا زود مجبور می شوند.

معضل سنتی در اینجا این است که در واقع چه چیزی باید رفت و آمد کرد. همانطور که بسیاری از تجربه غم انگیز خود مشاهده کردند، رله های چینی از قابلیت اطمینان مناسبی برخوردار نیستند - هنگام تعویض یک بار القایی قدرتمند، کنتاکت ها به شدت جرقه می زنند و در یک لحظه خوب می توانند به سادگی بچسبند. ما باید دو رله قرار دهیم - دومی برای باز شدن شبکه ایمنی.

به جای رله می توانید یک رله تریاک یا حالت جامد قرار دهید (در واقع همان تریستور یا دستگاه میدانی با مدار کنترل سیگنال منطقی و یک اپتوکوپلر در یک مورد) اما آنها منفی دیگری دارند - گرم می شوند. بر این اساس، یک رادیاتور مورد نیاز است که باعث افزایش ابعاد سازه می شود.

من می خواهم در مورد یک طرح ساده و نسبتاً واضح، اما در عین حال نادر صحبت کنم که می تواند این کار را انجام دهد:

جداسازی گالوانیکی ورودی و بار

سوئیچینگ بارهای القایی بدون نوسانات جریان و ولتاژ

بدون تولید گرمای قابل توجهی حتی در حداکثر توان

اما ابتدا، چند تصویر. در تمامی موارد از رله های سری TTI TRJ و TRIL استفاده شد و از جاروبرقی 650 واتی به عنوان بار استفاده شد.

طرح کلاسیک - ما جاروبرقی را از طریق یک رله معمولی وصل می کنیم. سپس یک اسیلوسکوپ را به جاروبرقی وصل می کنیم (احتیاط! یا اسیلوسکوپ یا جاروبرقی - یا بهتر است هر دو - باید به صورت گالوانیکی از زمین جدا شوند! با انگشتان و تخم مرغ خود به نمکدان بالا نروید! شوخی با 220 ولت!) و نگاه کنید.

عبارتند از:

تقریباً مجبور شدم به حداکثر ولتاژ شبکه برسم (تلاش برای بستن یک رله الکترومغناطیسی به یک تقاطع صفر کار فاجعه‌باری است: خیلی کند است). یک جهش کوتاه با جبهه‌های تقریباً عمودی در هر دو جهت رونق گرفت، تداخل در همه جهات پرواز کرد. انتظار می رود.

خاموش کردن:

از دست دادن شدید ولتاژ در یک بار القایی خبر خوبی نیست - موج بالا رفت. علاوه بر این، آیا این صداها را در میلی ثانیه قبل از خاموش شدن واقعی روی سینوسی مشاهده می کنید؟ این جرقه کنتاکت های رله ای است که شروع به باز شدن کرده اند و به همین دلیل یک روز می جوشند.

بنابراین، تعویض یک بار القایی با یک رله "برهنه" بد است. چه خواهیم کرد؟ بیایید سعی کنیم یک snubber اضافه کنیم - یک مدار RC از یک مقاومت 120 اهم و یک خازن 0.15 uF.

عبارتند از:

بهتره ولی نه زیاد جهش در ارتفاع کاهش یافت، اما به طور کلی حفظ شد.

خاموش کردن:

همین عکس زباله ها باقی مانده اند، علاوه بر این، جرقه تماس های رله باقی مانده است، اگرچه بسیار کاهش یافته است.

نتیجه گیری: با اسنابر بهتر از بدون اسنابر است، اما در سطح جهانی مشکلات را حل نمی کند. با این حال، اگر می خواهید بارهای القایی را با یک رله معمولی تغییر دهید، یک اسنابر نصب کنید. درجه بندی ها باید برای بار خاصی انتخاب شوند، اما یک مقاومت 1 وات 100-120 اهم و یک خازن 0.1 uF گزینه معقولی برای این مورد به نظر می رسد.

مطالب مرتبط: Agilent - یادداشت کاربردی 1399 "به حداکثر رساندن طول عمر رله های شما." هنگامی که رله روی بدترین نوع بار کار می کند - موتوری که علاوه بر اندوکتانس، در هنگام راه اندازی مقاومت بسیار کمی نیز دارد - نویسندگان خوب توصیه می کنند که عمر پاسپورت رله را تا پنج برابر کاهش دهید.

و اکنون بیایید یک حرکت شوالیه انجام دهیم - یک ترایاک، یک درایور تریاک با تشخیص صفر و یک رله را در یک مدار ترکیب می کنیم.

در این نمودار چیست؟ در سمت چپ ورودی است. هنگامی که یک "1" روی آن اعمال می شود، خازن C2 تقریباً بلافاصله از طریق R1 و نیمه پایینی D1 شارژ می شود. رله نوری VO1 روشن می شود، منتظر عبور صفر بعدی (MOC3063 - با مدار آشکارساز صفر داخلی) می شود و Triac D4 را روشن می کند. بارگذاری شروع شده است.

خازن C1 از طریق زنجیره ای از R1 و R2 شارژ می شود که تقریباً t=RC ~ 100ms طول می کشد. اینها چندین دوره ولتاژ شبکه هستند، یعنی در این مدت تریاک زمان روشن شدن مطمئنی را خواهد داشت. سپس Q1 باز می شود - و رله K1 روشن می شود (و همچنین LED D2 که با نور زمردی دلپذیر می درخشد). کنتاکت های رله تریاک را شنت می کنند، بنابراین بیشتر - تا زمانی که خاموش نشود - در کار شرکت نمی کند. و گرم نمی شود.

خاموش شدن - به ترتیب معکوس. به محض اینکه "0" در ورودی ظاهر شد، C1 به سرعت از بازوی بالای D1 و R1 تخلیه می شود، رله خاموش می شود. اما تریاک حدود 100 میلی ثانیه روشن می ماند، زیرا C2 از طریق R3 100 کیلوهمی تخلیه می شود. علاوه بر این، از آنجایی که تریاک با جریان باز نگه داشته می شود، حتی پس از خاموش شدن VO1، باز می ماند تا زمانی که جریان بار در نیم سیکل بعدی به زیر جریان نگهدارنده تریاک کاهش یابد.

شمول:

خاموش شدن:

زیباست، نه؟ علاوه بر این، هنگام استفاده از تریاک های مدرن که در برابر تغییرات سریع جریان و ولتاژ مقاوم هستند (همه تولید کنندگان اصلی چنین مدل هایی دارند - NXP، ST، Onsemi و غیره، نام ها با "BTA" شروع می شوند)، به هیچ وجه نیازی به snubber نیست. به هر شکلی

علاوه بر این، اگر افراد باهوش Agilent را به یاد بیاورید و ببینید جریان مصرف شده توسط موتور چگونه تغییر می کند، این تصویر را دریافت می کنید:

جریان راه اندازی بیش از چهار برابر جریان عملیاتی است. برای پنج دوره اول - زمانی که تریاک رله را در مدار ما هدایت می کند - جریان تقریباً به نصف کاهش می یابد که همچنین به طور قابل توجهی الزامات رله را نرم می کند و عمر آن را طولانی می کند.

بله، مدار پیچیده تر و گرانتر از یک رله معمولی یا یک تریاک معمولی است. اما اغلب ارزشش را دارد.