क्लासिक शुरुआत और संपर्ककर्ता धीरे-धीरे अतीत की बात बन रहे हैं। ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, घरेलू उपकरणों और औद्योगिक स्वचालन में उनका स्थान एक ठोस-राज्य रिले द्वारा कब्जा कर लिया गया है - एक अर्धचालक उपकरण जिसमें कोई चलती भागों नहीं हैं।
उपकरणों में विभिन्न डिज़ाइन और वायरिंग आरेख होते हैं, जिन पर उनके आवेदन के क्षेत्र निर्भर करते हैं। डिवाइस का उपयोग करने से पहले, आपको इसके ऑपरेटिंग सिद्धांत को समझने की आवश्यकता है, विभिन्न प्रकार के रिले के संचालन और कनेक्शन की सुविधाओं के बारे में जानें। इन सवालों के जवाब लेख में विस्तृत हैं।
सॉलिड स्टेट रिले डिवाइस
आधुनिक ठोस राज्य रिले (टीटीआर) मॉड्यूलर अर्धचालक उपकरण हैं, जो बिजली के विद्युत स्विच हैं।
इन उपकरणों के प्रमुख कार्य नोड्स को triacs, thyristors या ट्रांजिस्टर द्वारा दर्शाया जाता है। टीटीआर में चलती भागों नहीं होते हैं, जो विद्युत रिले से भिन्न होते हैं।
ठोस-राज्य रिले का आकार काफी हद तक अधिकतम स्वीकार्य भार और गर्मी हस्तांतरण और संवहन (+) के माध्यम से गर्मी को हटाने की क्षमता पर निर्भर करता है।
इन उपकरणों की आंतरिक संरचना समायोज्य लोड के प्रकार और विद्युत सर्किट के आधार पर बहुत भिन्न हो सकती है।
सबसे सरल ठोस-राज्य रिले में निम्नलिखित नोड्स शामिल हैं:
- फ़्यूज़ के साथ इनपुट नोड;
- ट्रिगर श्रृंखला;
- ऑप्टिकल (गैल्वेनिक) अलगाव;
- स्विचिंग नोड;
- सुरक्षात्मक सर्किट;
- नोड आउटपुट लोड करने के लिए।
इनपुट नोड टीटीआर एक श्रृंखला-जुड़ा अवरोधक के साथ एक प्राथमिक सर्किट है। इस सर्किट में एक फ्यूज वैकल्पिक है। इनपुट नोड का कार्य नियंत्रण संकेत को स्वीकार करना और लोड स्विचिंग स्विच को कमांड प्रसारित करना है।
प्रत्यावर्ती धारा के साथ, गैल्वेनिक अलगाव का उपयोग नियंत्रण और मुख्य सर्किट को अलग करने के लिए किया जाता है। रिले ऑपरेशन का सिद्धांत काफी हद तक इसके उपकरण पर निर्भर करता है। इनपुट सिग्नल को संसाधित करने के लिए जिम्मेदार ट्रिगर सर्किट ऑप्टिकल आइसोलेशन यूनिट या अलग से स्थित हो सकता है।
सुरक्षात्मक इकाई ओवरलोड और त्रुटियों को रोकती है, क्योंकि डिवाइस के टूटने की स्थिति में, जुड़े उपकरण भी विफल हो सकते हैं।
ठोस राज्य रिले का मुख्य उद्देश्य कमजोर नियंत्रण संकेत का उपयोग करके विद्युत नेटवर्क को बंद / खोलना है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल एनालॉग्स के विपरीत, उनके पास अधिक कॉम्पैक्ट आकार है और ऑपरेशन के दौरान विशेषता क्लिक का उत्पादन नहीं करते हैं।
टीटीआर के संचालन का सिद्धांत
एक ठोस राज्य रिले का संचालन काफी सरल है। अधिकांश TTR 20-480 V के नेटवर्क में स्वचालन को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
ऑप्टिकल अलगाव आपको न्यूनतम शक्ति के नियंत्रण संकेत बनाने की अनुमति देता है, जो स्वायत्त बिजली स्रोतों (+) से संचालित होने वाले सेंसर के लिए महत्वपूर्ण है
क्लासिक संस्करण में, स्विच किए गए सर्किट के दो संपर्क और डिवाइस के मामले में दो नियंत्रण तारों को शामिल किया गया है। उनकी संख्या जुड़े चरणों की संख्या में वृद्धि के साथ बदल सकती है। नियंत्रण सर्किट में वोल्टेज की उपस्थिति के आधार पर, अर्धचालक तत्वों द्वारा मुख्य लोड को चालू या बंद किया जाता है।
ठोस राज्य रिले की एक विशेषता अनंत प्रतिरोध की उपस्थिति है। यदि इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों में संपर्कों को पूरी तरह से काट दिया जाता है, तो ठोस अवस्था में सर्किट में करंट की अनुपस्थिति अर्धचालक पदार्थों के गुणों से सुनिश्चित होती है।
इसलिए, उच्च वोल्टेज पर, छोटे रिसाव धाराएं हो सकती हैं जो कि जुड़े उपकरणों के संचालन पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती हैं।
ठोस राज्य रिले वर्गीकरण
रिले का दायरा विविधतापूर्ण है, इसलिए, एक विशेष स्वचालित सर्किट की जरूरतों के आधार पर, उनकी डिज़ाइन विशेषताएं बहुत भिन्न हो सकती हैं। TTR को कनेक्टेड चरणों की संख्या, ऑपरेटिंग करंट के प्रकार, डिज़ाइन सुविधाओं और नियंत्रण सर्किट के प्रकार द्वारा वर्गीकृत किया जाता है।
जुड़े चरणों की संख्या से
ठोस राज्य रिले का उपयोग घरेलू उपकरणों के हिस्से के रूप में और औद्योगिक स्वचालन में 380 वी के ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ किया जाता है।
इसलिए, ये अर्धचालक उपकरण, चरणों की संख्या के आधार पर, में विभाजित हैं:
- एकल चरण;
- तीन चरण।
एकल चरण टीटीआर 10-100 या 100-500 ए की धाराओं के साथ काम करने की अनुमति दें। एनालॉग सिग्नल का उपयोग करके उनका नियंत्रण किया जाता है।
विभिन्न रंगों के तारों को तीन-चरण रिले से कनेक्ट करने की सिफारिश की जाती है, ताकि उपकरण स्थापित करते समय, आप उन्हें सही ढंग से कनेक्ट कर सकें
तीन चरण ठोस राज्य रिले 10-120 ए की सीमा में करंट पास करने में सक्षम। उनके डिवाइस में ऑपरेशन का एक प्रतिवर्ती सिद्धांत शामिल है, जो एक साथ कई विद्युत सर्किटों के विनियमन की विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
अक्सर तीन-चरण एसएसआर का उपयोग इंडक्शन मोटर प्रदान करने के लिए किया जाता है। उनके नियंत्रण सर्किट में, तेज़ फ़्यूज़ आवश्यक रूप से उच्च दबाव धाराओं के कारण शामिल हैं।
ऑपरेटिंग करंट के प्रकार से
ठोस राज्य रिले को कॉन्फ़िगर या पुन: कॉन्फ़िगर नहीं किया जा सकता है, इसलिए वे केवल एक निश्चित श्रेणी के विद्युत मापदंडों के साथ ठीक से काम कर सकते हैं।
जरूरतों के आधार पर, टीटीआर को दो प्रकार के करंट के साथ विद्युत सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है:
- स्थायी;
- चर।
इसी प्रकार, कोई व्यक्ति टीटीआर को सक्रिय लोड वोल्टेज के प्रकार के द्वारा वर्गीकृत कर सकता है। घरेलू उपकरणों में अधिकांश रिले चर मापदंडों के साथ काम करते हैं।
प्रत्यक्ष धारा का उपयोग दुनिया के किसी भी देश में बिजली के मुख्य स्रोत के रूप में नहीं किया जाता है, इसलिए इस प्रकार के रिले में संकीर्ण गुंजाइश होती है
निरंतर नियंत्रण वाले उपकरणों को उच्च विश्वसनीयता की विशेषता होती है और विनियमन के लिए 3-32 वी के वोल्टेज का उपयोग करते हैं। वे विशेषताओं में महत्वपूर्ण बदलाव के बिना एक विस्तृत तापमान रेंज (-30 .. + 70 डिग्री सेल्सियस) का सामना करते हैं।
प्रत्यावर्ती धारा द्वारा विनियमित, रिले में 3-32 वी या 70-280 वी का नियंत्रण वोल्टेज होता है। वे कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप और उच्च प्रतिक्रिया गति की विशेषता है।
डिज़ाइन सुविधाओं द्वारा
ठोस राज्य रिले अक्सर एक अपार्टमेंट के आम बिजली के पैनल में स्थापित होते हैं, इसलिए कई मॉडलों में एक डीआईएन रेल पर बढ़ते हुए बढ़ते ब्लॉक होते हैं।
इसके अलावा, टीटीआर और सहायक सतह के बीच स्थित विशेष रेडिएटर हैं। वे आपको अपने प्रदर्शन को बनाए रखते हुए डिवाइस को उच्च भार पर ठंडा करने की अनुमति देते हैं।
रिले को DIN रेल पर मुख्य रूप से एक विशेष ब्रैकेट के माध्यम से लगाया जाता है, जिसमें एक अतिरिक्त कार्य भी होता है - यह डिवाइस के संचालन के दौरान अतिरिक्त गर्मी को हटा देता है
रिले और रेडिएटर के बीच, थर्मल पेस्ट की एक परत को लागू करने की सिफारिश की जाती है, जो संपर्क क्षेत्र को बढ़ाता है और गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाता है। टीटीआर भी हैं, साधारण शिकंजा के साथ दीवार को बन्धन के लिए डिज़ाइन किया गया है।
नियंत्रण योजना के प्रकार से
हमेशा एक समायोज्य रिले तकनीक के संचालन के सिद्धांत को इसके तात्कालिक संचालन की आवश्यकता होती है।
इसलिए, निर्माताओं ने कई TTR नियंत्रण योजनाएँ विकसित की हैं जो विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग की जाती हैं:
- शून्य नियंत्रण। एक ठोस-राज्य रिले को नियंत्रित करने के लिए यह विकल्प केवल ट्रिपिंग को मानता है जब वोल्टेज मान 0. होता है। इसका उपयोग कैपेसिटिव, प्रतिरोधक (हीटर) और कमजोर प्रेरक (ट्रांसफार्मर) लोड वाले उपकरणों में किया जाता है।
- तुरंत। इसका उपयोग तब किया जाता है जब नियंत्रण सिग्नल लगाने पर तेज रिले ऑपरेशन की आवश्यकता होती है।
- चरण। यह नियंत्रण वर्तमान के मापदंडों को बदलकर आउटपुट वोल्टेज के विनियमन को मानता है। इसका उपयोग हीटिंग या प्रकाश की डिग्री को सुचारू रूप से बदलने के लिए किया जाता है।
ठोस राज्य रिले कई अन्य, कम महत्वपूर्ण, मापदंडों में भिन्न होते हैं। इसलिए, जब एक टीटीआर खरीदते हैं, तो सबसे उपयुक्त समायोजन डिवाइस खरीदने के लिए जुड़े उपकरणों की संचालन योजना को समझना महत्वपूर्ण है।
एक बिजली आरक्षित प्रदान किया जाना चाहिए, क्योंकि रिले के पास एक परिचालन संसाधन है जो जल्दी से लगातार अधिभार के साथ सेवन किया जाता है।
टीटीआर के फायदे और नुकसान
सॉलिड-स्टेट रिले बाजार से पारंपरिक शुरुआत और कॉन्टैक्टर्स को बाहर निकालने में व्यर्थ नहीं हैं। इन अर्धचालक उपकरणों के इलेक्ट्रोमैकेनिकल समकक्षों पर कई फायदे हैं, जो उपभोक्ताओं को उनके लिए चुनते हैं।
माइक्रोक्रिस्केट्स के लिए रिले का एक कॉम्पैक्ट आकार है और अधिकतम प्रेषित प्रवाह द्वारा बहुत सीमित है। वे मुख्य रूप से विशेष पैरों को टांका लगाने से तय होते हैं
इन फायदों में शामिल हैं:
- कम बिजली की खपत (90% कम)।
- एक सीमित स्थान में बढ़ते उपकरणों के लिए कॉम्पैक्ट आयाम।
- उच्च शुरुआत और बंद गति
- ऑपरेशन शोर कम; विद्युत विद्युत रिले की कोई क्लिक विशेषता नहीं है।
- कोई रखरखाव अपेक्षित नहीं है।
- सैकड़ों लाखों कार्यों के संसाधन के लिए लंबे समय से सेवा जीवन।
- इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को संशोधित करने की व्यापक संभावनाओं के कारण, टीटीआर ने आवेदन के क्षेत्रों को बढ़ाया है।
- ऑपरेशन में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का अभाव।
- उनके यांत्रिक झटके के कारण संपर्कों के भ्रष्टाचार को बाहर रखा गया है।
- नियंत्रण और स्विचिंग सर्किट के बीच प्रत्यक्ष भौतिक संपर्क का अभाव।
- भार को नियंत्रित करने की क्षमता।
- स्वचालित सर्किट के स्पंदित टीटीआर में उपस्थिति जो ओवरलोड से बचाती है।
- विस्फोटक वायुमंडल में उपयोग की संभावना।
उपकरण के सामान्य संचालन के लिए ठोस-राज्य रिले के संकेतित फायदे हमेशा पर्याप्त नहीं होते हैं। यही कारण है कि उन्होंने अभी तक पूरी तरह से विद्युत संपर्ककर्ताओं को प्रतिस्थापित नहीं किया है।
शक्तिशाली ठोस-राज्य रिले के स्थिर संचालन के लिए, प्रभावी गर्मी लंपटता महत्वपूर्ण है, क्योंकि ऊंचा तापमान पर लोड वोल्टेज तेजी से विकृत होता है (+)
टीटीआर के नुकसान भी हैं जो उन्हें कई मामलों में उपयोग करने की अनुमति नहीं देते हैं।
Minuses में शामिल हैं:
- 0.5 केवी से ऊपर के वोल्टेज वाले अधिकांश उपकरणों की अक्षमता।
- ऊंची कीमत।
- उच्च धाराओं के प्रति संवेदनशीलता, विशेष रूप से इलेक्ट्रिक मोटर्स के शुरुआती सर्किट में।
- उच्च आर्द्रता की स्थिति में उपयोग पर प्रतिबंध।
- 30 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान और 70 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर प्रदर्शन में एक महत्वपूर्ण कमी।
- कॉम्पैक्ट केस डिवाइस के अत्यधिक उच्च भार पर अत्यधिक हीटिंग की ओर जाता है, जिसके लिए विशेष निष्क्रिय या सक्रिय शीतलन उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है।
- शॉर्ट सर्किट के दौरान डिवाइस को हीटिंग से पिघलाने की क्षमता।
- उपकरण के संचालन के लिए रिले के बंद राज्य में माइक्रोक्यूरेंट्स महत्वपूर्ण हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्लग-इन फ्लोरोसेंट लैंप रुक-रुक कर चमक सकते हैं।
इस प्रकार, ठोस राज्य रिले में विशिष्ट अनुप्रयोग होते हैं। उच्च-वोल्टेज औद्योगिक उपकरणों के सर्किट में, अर्धचालक पदार्थों के अपूर्ण भौतिक गुणों के कारण उनका उपयोग तेजी से सीमित है।
हालांकि, घरेलू उपकरणों और मोटर वाहन उद्योग में, टीटीआर अपने सकारात्मक गुणों के कारण एक मजबूत स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं।
संभव वायरिंग आरेख
ठोस राज्य रिले कनेक्शन योजनाएं बहुत विविध हो सकती हैं। प्रत्येक विद्युत सर्किट कनेक्टेड लोड की सुविधाओं के आधार पर बनाया गया है। अतिरिक्त फ़्यूज़, कंट्रोलर और कंट्रोल डिवाइस को सर्किट में जोड़ा जा सकता है।
इस तथ्य के कारण कि डिवाइस में नियंत्रण सर्किट और लोड ओवरलैप नहीं होते हैं, उनकी विद्युत विशेषताओं किसी भी पैरामीटर (+) से भिन्न हो सकती हैं
अगला, सबसे सरल और आम TTR कनेक्शन योजनाएं प्रस्तुत की जाएंगी:
- सामान्यत: खुला है;
- जुड़े सर्किट के साथ;
- सामान्य रूप से बंद;
- तीन चरण;
- प्रतिवर्ती।
आम तौर पर खुला (खुला) सर्किट - एक रिले, वह भार जिसमें नियंत्रण संकेत की उपस्थिति में सक्रिय होता है। यही है, इनपुट 3 और 4 डी-एनर्जेटिक होने पर कनेक्टेड उपकरण बंद हो जाते हैं।
रिले खरीदने से पहले, कनेक्टेड उपकरण (+) के सही संचालन को सुनिश्चित करने के लिए इसकी प्रारंभिक अवस्था (बंद या खुली) के प्रकार को निर्धारित करना आवश्यक है।
आम तौर पर बंद सर्किट - एक रिले का मतलब है, वह भार जिसमें नियंत्रण संकेत की अनुपस्थिति में ऊर्जा होती है। अर्थात्, जुड़ा हुआ उपकरण डी-एनर्जेटिक इनपुट 3 और 4 के साथ काम करने की स्थिति में है।
एक ठोस-राज्य रिले कनेक्शन योजना है जिसमें नियंत्रण और लोड वोल्टेज समान हैं। इस विधि का उपयोग डीसी और एसी नेटवर्क में काम के लिए एक साथ किया जा सकता है।
तीन चरण रिले थोड़ा अलग सिद्धांतों द्वारा जुड़ा हुआ है। संपर्क "स्टार", "त्रिकोण" या "स्टार विथ न्यूट्रल" में जुड़े हो सकते हैं।
तीन-चरण रिले कनेक्शन योजना का विकल्प काफी हद तक लोड से जुड़े उपकरणों के संचालन की सुविधाओं पर निर्भर करता है
ठोस राज्य रिवर्स रिले इसी मोड में इलेक्ट्रिक मोटर्स में लागू होते हैं। वे तीन-चरण संस्करण में निर्मित होते हैं और दो नियंत्रण लूप शामिल होते हैं।
यदि रिले के लिए संपर्कों के कनेक्शन की ध्रुवता का निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है, तो अंकन हमेशा इंगित करेगा कि चरण और शून्य को कहां जोड़ा जाए
टीटीआर के साथ विद्युत सर्किट को इकट्ठा करने के लिए केवल आवश्यक है, क्योंकि वे कागज पर पूर्व-तैयार किए गए हैं, क्योंकि शॉर्ट सर्किट के कारण अनुचित रूप से जुड़े डिवाइस विफल हो सकते हैं।
उपकरणों का व्यावहारिक उपयोग
ठोस-राज्य रिले के उपयोग का दायरा काफी व्यापक है। उनकी उच्च विश्वसनीयता और नियमित रखरखाव की आवश्यकता की कमी के कारण, वे अक्सर उपकरण के हार्ड-टू-पहुंच क्षेत्रों में स्थापित होते हैं।
कई रिले में, नियंत्रण लूप के तारों को जोड़ने के लिए ध्रुवता की आवश्यकता होती है, जिसे उपकरण की स्थापना के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए
TTR के आवेदन के मुख्य क्षेत्र हैं:
- हीटिंग तत्वों के उपयोग के साथ थर्मोरेग्यूलेशन सिस्टम;
- तकनीकी प्रक्रियाओं में एक स्थिर तापमान बनाए रखना;
- ट्रांसफार्मर संचालन नियंत्रण;
- प्रकाश समायोजन;
- मोशन सेंसर, प्रकाश व्यवस्था, प्रकाश व्यवस्था के लिए फोटो सेंसर, आदि के चित्र;
- इलेक्ट्रिक मोटर नियंत्रण;
- बिना अवरोध के साथ बिजली की आपूर्ति।
घरेलू उपकरणों के स्वचालन में वृद्धि के साथ, ठोस-राज्य रिले अधिक व्यापक हो रहे हैं, और विकासशील सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकियां लगातार अपने आवेदन के नए क्षेत्रों को खोल रही हैं।
यदि वांछित है, तो आप अपने आप को एक ठोस राज्य रिले इकट्ठा कर सकते हैं। इस लेख में विस्तृत निर्देश प्रस्तुत किए गए हैं।
प्रस्तुत वीडियो ठोस-राज्य रिले के संचालन को बेहतर ढंग से समझने और उनके कनेक्शन के तरीकों से परिचित होने में मदद करेंगे।
एक सरल ठोस राज्य रिले के संचालन का एक व्यावहारिक प्रदर्शन:
ठोस-राज्य रिले के संचालन की किस्मों और विशेषताओं का विश्लेषण:
टीटीआर के हीटिंग के संचालन और डिग्री का परीक्षण:
लगभग हर कोई एक ठोस राज्य रिले और एक सेंसर से एक विद्युत सर्किट माउंट कर सकता है।
हालांकि, कार्य सर्किट की योजना बनाने के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में बुनियादी ज्ञान की आवश्यकता होती है, क्योंकि अनुचित कनेक्शन से बिजली का झटका या शॉर्ट सर्किट हो सकता है। लेकिन सही कार्यों के परिणामस्वरूप, आप रोजमर्रा की जिंदगी में बहुत सारे उपयोगी उपकरण प्राप्त कर सकते हैं।
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