Nguyên lý làm việc của rơle trạng thái rắn là gì (2)

Nguyên lý làm việc của rơle trạng thái rắn là gì (2)

2. Chức năng của từng thành phần:

Hình dưới đây là sơ đồ nguyên lý bên trong của loại kích hoạt xuyên không AC-SSR (Hình 6.3)

R1 là một điện trở giới hạn dòng điện giới hạn dòng tín hiệu đầu vào và đảm bảo rằng bộ ghép quang không bị hỏng. LED được sử dụng để hiển thị trạng thái đầu vào của tín hiệu điều khiển đầu vào. Các diode  VD1 được sử dụng để ngăn chặn sự optocoupler khỏi bị hư hại khi dương và cực âm của tín hiệu đầu vào được đảo ngược. Bộ ghép quang OPT cách ly điện các mạch đầu vào và đầu ra. Triode M1 hoạt động như một biến tần và tạo thành mạch phát hiện giao nhau bằng 0 với thyristor SCRđồng thời, và trạng thái hoạt động của thyristor SCR được xác định bởi bóng bán dẫn không phát hiện điện áp xoay chiều M1. VD2 ~ VD4 tạo thành cầu chỉnh lưu toàn sóng (hoặc cầu diode toàn sóng) UR . Có thể lấy xung kích hoạt hai chiều để bật BCR triac từ SCR và UR. R6 là một điện trở shunt được sử dụng để bảo vệ BCR. R7 và C1 tạo thành một mạng hấp thụ đột biến để hấp thụ điện áp tăng vọt hoặc dòng điện đột biến trong nguồn điện để ngăn sốc hoặc nhiễu cho mạch chuyển mạch. RTlà một nhiệt điện trở hoạt động như một bộ bảo vệ quá nhiệt để ngăn chặn rơle trạng thái rắn bị hư hỏng do nhiệt độ quá cao. VDR là một varistor hoạt động như một thiết bị giới hạn điện áp, kẹp điện áp và hấp thụ dòng điện dư để bảo vệ rơle trạng thái rắn khi mạch đầu ra bị quá điện áp.

3. Quá trình làm việc:

Rơle trạng thái rắn xuyên không AC có đặc tính được bật khi điện áp vượt qua 0 và bị tắt khi dòng tải vượt qua 0.

Khi tắt op-coupler OPT (nghĩa là đầu nối điều khiển của OPT không có tín hiệu đầu vào), M1 được bão hòa và bật bằng cách lấy dòng cơ sở từ R2, và kết quả là điện áp kích hoạt cổng (UGT) của thyristor SCR được kẹp với tiềm năng thấp và tắt. Do đó, BCR triac ở trạng thái tắt do không có xung kích hoạt trên thiết bị đầu cuối điều khiển cổng R6. 
Khi tín hiệu điều khiển đầu vào được áp dụng trên đầu cuối đầu vào của rơle trạng thái rắn, phototransistor OPT được bật (tức là đầu nối điều khiển của OPT có tín hiệu đầu vào). Sau khi điện áp của nguồn điện được chia cho điện áp R2 và R3, nếu điện áp tại điểm A lớn hơn điện áp cắt ngang của M1 (tức là VA> VBE1), thì M1 sẽ ở trạng thái dẫn điện bão hòavà cả thyristor SCR và BCR sẽ ở trạng thái tắt. Nếu điện áp tại điểm A nhỏ hơn điện áp cắt ngang của M1 (tức là VA <VBE1), thì M1 sẽ ở trạng thái cắt và SCR sẽ được kích hoạt để tiến hành, và sau đó là xung kích hoạt từ "R5 → UR → SCR → UR → R6 "hướng (hoặc hướng ngược lại) thu được trên cực điều khiển của BCR để kích hoạt BCR, và cuối cùng tải sẽ được kết nối với nguồn điện xoay chiều.
Thông qua quá trình trên, có thể hiểu rằng M1 được sử dụng làm đầu dò điện áp xoay chiều để bật rơle trạng thái rắn khi điện áp tải vượt qua 0 và tắt rơle trạng thái rắn khi dòng tải vượt qua 0. Và trên tài khoản của chức năng của bộ phát hiện giao nhau bằng 0, tác động của mạch tải lên tải được giảm tương ứng, và nhiễu tần số vô tuyến được tạo ra trong vòng điều khiển cũng giảm đi rất nhiều.

4. Định nghĩa của Zero-Crossing:

Ở đây nó cần được giải thích những gì là chéo không. Trong dòng điện xoay chiều, giao thoa bằng 0 là điểm tức thời mà tại đó không có điện áp, nghĩa là điểm nối giữa nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm của dạng sóng AC. Trong mỗi chu kỳ của dòng điện xoay chiều, thường sẽ có hai điểm giao nhau bằng không. Và nếu nguồn điện chuyển đổi tại điểm tức thời giao nhau bằng 0, sẽ không có nhiễu điện nào được tạo ra. Rơle trạng thái rắn AC (được trang bị mạch điều khiển cắt ngang 0) sẽ ở trạng thái BẬT khi đầu vào đầu vào được kết nối với tín hiệu điều khiển và điện áp AC đầu ra vượt qua 0; ngược lại, khi tắt tín hiệu điều khiển, SSR ở trạng thái TẮT cho đến khi vượt qua 0 tiếp theo.
Ngoài ra, cần chỉ ra rằng việc vượt qua 0 của rơle trạng thái rắn không thực sự có nghĩa là 0 volt của dạng sóng điện áp cung cấp điện. Hình 6.5 là một phần của sóng hình sin điện áp xoay chiều. Theo đặc điểm của thành phần chuyển mạch AC, điện áp AC trong hình được chia thành ba vùng tương ứng với ba trạng thái của mạch đầu ra của SSR. Và U1 và U2 tương ứng đại diện cho điện áp ngưỡng và điện áp bão hòa của thành phần chuyển mạch.

  1) Vùng là Vùng chết ( Vùng cắt, Vùng cắt hoặc Vùng tắt), với giá trị tuyệt đối của dải điện áp là 0 ~ U1. Và trong vùng này, công tắc SSR không thể được bật, ngay cả khi tín hiệu đầu vào được thêm vào.

  2) Vùng là Vùng phản hồi ( Vùng hoạt động, Vùng cắt, Vùng cắt hoặc Vùng bật) với giá trị tuyệt đối của dải điện áp là U1 ~ U2. Trong vùng này, SSR được bật ngay lập tức, ngay khi tín hiệu đầu vào được thêm vào, và điện áp đầu ra tăng khi điện áp cung cấp tăng.

  3) Vùng là Vùng áp chế (Vùng bão hòa) với giá trị tuyệt đối của dải điện áp lớn hơn U2. Trong khu vực này, phần tử chuyển mạch (thyristor) ở trạng thái bão hòa. Và điện áp đầu ra của rơle trạng thái rắn sẽ không còn tăng khi tăng điện áp nguồn, nhưng dòng điện tăng khi điện áp tăng, có thể được coi là trạng thái ngắn mạch bên trong của mạch đầu ra của trạng thái rắn rơle, nghĩa là rơle trạng thái rắn ở trạng thái Bật như một công tắc điện tử.

Hình 6.6 cho thấy dạng sóng I / O của rơle trạng thái rắn xuyên không. Và vì bản chất của thyristor, rơle trạng thái rắn sẽ ở trạng thái bật sau khi điện áp của các cực đầu ra đạt đến điện áp ngưỡng (hoặc điện áp kích hoạt của mạch kích hoạt). Sau đó, rơle trạng thái rắn sẽ ở trạng thái thực tế sau khi đạt đến điện áp bão hòa, đồng thời, tạo ra sự sụt giảm điện áp trạng thái rất thấp . Nếu tín hiệu đầu vào bị tắt, rơle trạng thái rắn sẽ bị tắt khi dòng tải giảm xuống dưới dòng giữ của thyristor hoặc điểm giao hoán AC tiếp theo (tức là lần đầu tiên dòng tải đi qua 0 sau khi rơle SSR tắt ).