Trong mạch điện và điện tử chúng tôi thường sử dụng một số thành phần, thiết bị cơ bản, v.v. Các thành phần và thiết bị này bao gồm các thành phần chuyển mạch, thiết bị bảo vệ, phần tử cảm biến, v.v. Chúng ta hãy xem xét các thiết bị đóng cắt và bảo vệ như bóng bán dẫn, điốt, thyristor, v.v.,. Ở đây, trong bài viết này chúng ta hãy thảo luận chi tiết về một loại thiết bị đóng cắt và bảo vệ đặc biệt gọi là rơ le. Trước hết, chúng ta phải biết rơle là gì và rơle hoạt động như thế nào.
Relay là gì?
Chuyển tiếp
Rơ le có thể được gọi là loại công tắc khác nhau có thể hoạt động bằng điện. Nói chung, rơle được vận hành cơ học dưới dạng công tắc sử dụng nam châm điện và những loại rơle này được gọi là rơle trạng thái rắn. Có các loại rơ le và được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau như dựa trên điện áp hoạt động, dựa trên công nghệ vận hành, v.v. Nhiều loại rơ le có thể được liệt kê như rơ le chốt, rơ le thủy ngân, rơ le sậy, rơ le Buchholz, rơ le chân không, rơ le trạng thái rắn, v.v. Trước khi thảo luận chi tiết về các loại rơ le, chúng ta hãy thảo luận về cách hoạt động của rơ le.
Tiếp sức làm việc
Để thảo luận về sự làm việc của rơle, chúng ta phải xem xét bất kỳ một loại rơle nào và ở đây trong bài viết này, hãy xem xét rơle trạng thái rắn để dễ hiểu về sự làm việc của rơle. Rơ le trạng thái rắn có thể được định nghĩa là rơ le, sử dụng các thiết bị bán dẫn trạng thái rắn để thực hiện hoạt động chuyển mạch. Nếu chúng ta so sánh rơ le điện từ và rơle trạng thái rắn, sau đó chúng ta có thể quan sát thấy rằng rơle trạng thái rắn cung cấp mức tăng công suất cao. Các loại rơ le trạng thái rắn này lại được phân thành nhiều loại khác nhau như rơ le trạng thái rắn ghép nối biến áp, ghép ảnh, rơ le dây sậy.
Rơ le trạng thái rắn hoạt động tương tự như rơ le điện cơ, nhưng rơ le trạng thái rắn không chứa bất kỳ bộ phận chuyển động nào. Do đó, cung cấp độ tin cậy lâu dài tăng lên so với rơ le có tiếp điểm chuyển động. Các bóng bán dẫn MOSFET nguồn được sử dụng làm thiết bị chuyển mạch ở trạng thái rắn tiếp sức làm việc . Sự cách ly về điện giữa mạch đầu vào công suất thấp và mạch đầu ra công suất cao có thể được cung cấp bằng cách sử dụng khớp nối Opto.
Chúng ta hãy xem xét một ví dụ thực tế của rơle trạng thái rắn như thể hiện trong hình dưới đây. Nếu công tắc đầu ra được mở hoặc MOSFET tắt, thì nó được cho là có điện trở vô hạn. Tương tự, nếu công tắc đầu ra bị đóng hoặc MOSFET dẫn điện, thì nó được cho là có điện trở rất thấp. Chúng ta có thể sử dụng các rơ le trạng thái rắn này để chuyển đổi cả dòng AC và DC.
Rơ le trạng thái rắn
Mạch trên bao gồm đơn vị quang điện có đèn LED bật MOSFETs (Bóng bán dẫn hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại) với 20mA qua đèn LED. Quang điện bao gồm 25 điốt silicon tạo ra đầu ra 0,6V sao cho tạo ra tổng 15V đủ lớn để bật MOSFET.
Rơ le trạng thái rắn thực tế làm việc
Để hiểu sâu hơn về rơle làm việc, chúng ta hãy xem xét rơle trạng thái rắn ba pha thực tế với ZVS. Ba đơn vị một pha với nguồn điện triac và mạng snubber được sử dụng để chuyển đổi điện áp bằng không để điều khiển từng pha riêng lẻ.
Chuyển tiếp trạng thái rắn ba pha với ZVS của Edgefxkits.com
Dự án này bao gồm Vi điều khiển 8051 gửi tín hiệu chuyển mạch đến từng pha thông qua bộ cách ly Opto. Bộ cách ly Opto điều khiển tải thông qua một bộ triac được mắc nối tiếp với tải. Đối với mỗi xung điện áp bằng không, bộ vi điều khiển tạo ra các xung đầu ra để bật tải cho mỗi lần giao nhau bằng không của dạng sóng nguồn cung cấp.
Chuyển tiếp trạng thái rắn ba pha với Sơ đồ khối dự án ZVS của Edgefxkits.com
Hình trên cho thấy sơ đồ khối của rơle trạng thái rắn ba pha thực tế với ZVS bao gồm khối cung cấp điện , khối vi điều khiển, bộ TRIAC và các tải. Tính năng cắt không của bộ cách ly Opto (hoạt động như trình điều khiển TRIAC) tránh dòng điện đột ngột xâm nhập vào tải cảm ứng và điện trở bằng cách đảm bảo tạo ra tiếng ồn thấp. Hai nút nhấn được sử dụng để tạo ra xung đầu ra từ vi điều khiển.
Để xác minh việc chuyển đổi tải ở điểm điện áp 0, chúng ta có thể kiểm tra dạng sóng của điện áp đặt vào tải bằng cách kết nối với CRO hoặc DSO. Rơ le làm việc có thể được mở rộng để chuyển đổi tải nặng trong các ngành công nghiệp bằng cách sử dụng hai thyristor trở lại. Bằng cách kết hợp bảo vệ quá tải và bảo vệ ngắn mạch, chúng tôi có thể đạt được độ tin cậy cao.
Ưu điểm của Rơle trạng thái rắn
- Rơ le trạng thái rắn hoạt động hoàn toàn im lặng, mỏng hơn và cho phép đóng gói chặt chẽ.
- Không phụ thuộc vào số lượng sử dụng, các SSR có điện trở đầu ra không đổi.
- Rơ le làm việc sạch sẽ và không bị dội ngược so với rơ le làm việc cơ học.
- Ngay cả trong môi trường cháy nổ, SSR cũng có thể được sử dụng vì chúng không gây ra tia lửa ngay cả khi rơ le hoạt động.
- Vì không có bộ phận chuyển động, các SSR này có tuổi thọ cao so với rơ le cơ học.
Nhược điểm của Rơle trạng thái rắn
- Đối với mạch phí cổng, nguồn cung cấp thiên vị cô lập là điều cần thiết.
- Quá độ điện áp có thể gây ra chuyển mạch giả.
- Vì đi-ốt cơ thể, các SSR có thời gian phục hồi ngược thoáng qua cao.
Bạn có muốn biết chi tiết về các loại rơ le không? Bạn có quan tâm đến thiết kế dự án điện tử tự mình? Sau đó, đăng nhận xét, đề xuất, ý tưởng và truy vấn của bạn trong phần nhận xét bên dưới.
