للتحكم في المعدات الإلكترونية المختلفة ، يلزم وجود جهاز يتميز بأبعاد مصغرة ودرجة عالية من الموثوقية. تشمل هذه الأجهزة مرحلات الحالة الصلبة AC و DC. لقد وجدوا تطبيقاتهم في البيئات المنزلية والصناعية. يمكن تجميع المرحل وتثبيته بشكل مستقل بأيديكم دون صعوبة كبيرة. المعيار الوحيد الذي يمنع الانتشار الواسع للجهاز هو تكلفته. قبل استخدام مرحل الحالة الصلبة ، تحتاج إلى فهم معلماته ومبدأ التشغيل والتصميم.
مبدأ التشغيل
مرحل الحالة الصلبة هو جهاز أشباه موصلات معياري يستخدم لفتح وإغلاق الشبكات الكهربائية. يتم تقديمه في شكل الترانزستورات ، التيرستورات ، الثايرستور. تسمى مرحلات الحالة الصلبة أيضًا SSR (مرحل الحالة الصلبة).
المكونات الرئيسية التي يتكون منها التتابع:
- عقدة الإدخال
- القواطع؛
- دائرة الزناد
- خاتمة.
- وحدة التبديل
- دائرة واقية
- عقدة الإخراج.
تُستخدم معظم مرحلات الحالة الصلبة للأتمتة المتصلة بشبكة طاقة 20-480 فولت.
مبدأ تشغيل الجهاز بسيط. يحتوي مبيت المرحل على جهتي اتصال وسلكين تحكم. قد يختلف عددهم حسب المراحل التي تم توصيلها. يتم تبديل الحمل الرئيسي تحت الجهد.
عند العمل باستخدام مرحل ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه في ظل الفولتية العالية ، هناك خطر حدوث تيارات تسرب صغيرة يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات. هذا بسبب وجود مقاومة قليلة في التتابع.
نماذج بارزة
الخصائص الرئيسية تعتمد على العديد من العوامل. تشمل النماذج المحلية الشهيرة التي تنتجها KIPprbor و Proton و Cosmo ما يلي:
- TM-O. الأجهزة ذات الدائرة "صفر" المضمنة التي يمر من خلالها انتقال الطور.
- TS. النماذج التي يتم إيقاف تشغيلها في أي وقت.
- الأكثر شيوعًا والمستخدمة هي TMV و TSB و TSM و TMB و TSA. لديهم دائرة خرج RC.
- TC / TM - القوة. تصل التيارات إلى قيم 25 مللي أمبير.
- TCA ، TMA - تستخدم في الأجهزة الحساسة.
- TSB ، TMB - نماذج الجهد المنخفض. الجهد لا يتجاوز 30 فولت.
- TSV ، TMV - الجهد العالي. يصل الجهد إلى 280 فولت.
النظراء الأجانب يشملون المنتجات المصنعة بواسطة Carlo Gavazzi و Gefran و CPC.
فك
النماذج SSR و TSR (أحادية الطور وثلاث مراحل على التوالي) هي الأكثر شيوعًا. مقاومتهم هي 50 Mohm أو أكثر بجهد 500 فولت.
تتم كتابة التعيين كـ SSR -40 D A H. يشير SSR أو TSR إلى عدد المراحل. 40 - تحميل في أمبير. يشير الحرف إلى الإشارة عند الإدخال (L 4-20 مللي أمبير ، D - 3-32 فولت في التيار المباشر ، V - مقاومة متغيرة ، A - 80-250 فولت في التيار المتردد). الحرف التالي هو جهد الدخل (A - AC ، D - DC). الحرف الأخير هو نطاق جهد الخرج (N - 90-480 V ، بدون حرف - 24-380 V).
ميزات العمل مع الجهاز
عند العمل باستخدام مرحل الحالة الصلبة 220 فولت (تحكم 220 فولت) ، يجب عليك الالتزام بالقواعد التالية:
- يجب أن يكون الاتصال مشدودًا. إنه موثوق به تمامًا. ليس من الضروري لحام الأجزاء ، ويحظر التواء.
- لا تسمح للأتربة والماء والأشياء المعدنية بدخول التتابع. أنها تؤدي إلى فشل المكون.
- لا تقم بتطبيق تأثيرات خارجية غير مقبولة على السكن.وتشمل هذه الفيضانات السائلة والصدمات والاهتزاز والسقوط.
- لا تلمس الجهاز أثناء التشغيل. تسخن الخزانة ويمكن أن تحرق أي شخص.
- لا تقم بتثبيت المرحل بالقرب من الأشياء القابلة للاشتعال.
- قبل توصيل الدائرة ، تأكد من صحة التوصيلات المُجمَّعة.
- عندما يتم تسخين العلبة فوق 60 درجة ، يلزم تبريد إضافي باستخدام مشعات.
- يجب عدم السماح بدائرة كهربائية قصيرة عند الإخراج.
مع مراعاة متطلبات التشغيل ، سيقوم التتابع بأداء عمله بموثوقية وكفاءة طوال الفترة المعلنة بأكملها.
المميزات والعيوب
- متانة. يمكن لجهاز أشباه الموصلات أن يتحمل عشرات الآلاف من الدورات داخل وخارج.
- يتم إنشاء اتصال عالي الجودة.
- مراقبة حمولة كفؤة.
- أداء عالي.
- عدم وجود تداخل كهرومغناطيسي في شبكة مغلقة.
- ردفعل سريع.
- عملية هادئة.
- أبعاد مصغرة.
- لا ترتد جهة اتصال.
- أداء عالي.
- إمكانية الانتقال السلس بين شبكات التيار المتردد والتيار المستمر. يعتمد على قوة ونوع الجهاز.
- مجموعة واسعة من التطبيقات.
- يقاوم الأحمال الزائدة في عام 2000.
- حماية ضد الزيادات المفاجئة والكبيرة في الجهد والتيار.
هناك أيضًا عدد من العيوب التي يمكن أن يكون المرحل الكهروميكانيكي بسببها أكثر ربحية في التطبيق. بادئ ذي بدء ، هذه هي التكلفة العالية للمنتج وتعقيد شرائه. مرحلات الحالة الصلبة متوفرة فقط من متجر إلكترونيات متخصص. تنشأ الصعوبات أيضًا أثناء التبديل الأولي - قد تظهر ارتفاعات عالية في التيار. تؤثر التيارات الدقيقة التي تنشأ أثناء التشغيل سلبًا أيضًا على التتابع.
يتم فرض متطلبات التشغيل أيضًا على تشغيل الجهاز - يجب أن يكون للغرفة مستوى عادي من الغبار والرطوبة. يمكن العثور على القيم المثلى في وثائق الترحيل.
لا يمكن أن تعمل مرحلات الحالة الصلبة مع الأجهزة التي يتجاوز جهدها 0.5 كيلو فولت. يمكن أن تؤدي زيادة القيم الموصى بها إلى ذوبان جهات الاتصال.
مجالات الاستخدام
على الرغم من السعر المرتفع ، تُستخدم مرحلات الحالة الصلبة بنشاط في مختلف المجالات. لقد نجحوا في التعامل مع المهام التالية:
- التحكم في درجة الحرارة مع عنصر التسخين.
- الحفاظ على درجة الحرارة المناسبة في العمليات التكنولوجية.
- تبديل دوائر التحكم.
- استبدال مبتدئين نوع غير الاتصال.
- التحكم في المحرك الكهربائي.
- التحكم في تسخين المحولات.
- التحكم في مستوى الإضاءة الخلفية.
في كل حالة ، يتم استخدام نوع معين من الترحيل.
تصنيف مرحلات الحالة الصلبة
يمكن تصنيف مرحلات الحالة الصلبة وفقًا لمعايير مختلفة. وفقًا لخصائص جهد التحكم والتبديل ، هناك:
- مرحلات الحالة الصلبة DC. يتم استخدامها في دوائر الكهرباء الثابتة بقوة 3 إلى 32 واط. تتميز بخصائص محددة عالية ، ووجود مؤشر LED ، والموثوقية. نطاق درجة حرارة التشغيل واسع بما يكفي ويتراوح من -30 إلى +70 درجة.
- تتابع التيار المتردد. تتميز بمستوى منخفض من التداخل الكهرومغناطيسي وعدم وجود ضوضاء واستهلاك منخفض للطاقة. نطاق طاقة التشغيل من 90 إلى 250 واط.
- مرحل يدوي. بمساعدة هذه الأجهزة ، يمكنك ضبط وضع التشغيل بشكل مستقل.
وفقًا لنوع الجهد ، يتم تمييز المرحلات أحادية الطور وثلاثية الطور. تُستخدم الأجهزة أحادية الطور في الشبكات ذات التيار من 100 إلى 120 أمبير أو من 100 إلى 500 أ. يتم التحكم فيها عن طريق استقبال إشارة تناظرية ومقاوم متغير. يتم استخدام مرحلات ثلاثية الطور للتبديل على ثلاث مراحل في وقت واحد. التيار الكهربائي 10-120 أ. تدوم النماذج ثلاثية الطور لفترة أطول من النماذج أحادية الطور.
يتم تمييز الأجهزة القابلة للعكس في مجموعة منفصلة من مرحلات الحالة الصلبة ثلاثية الطور. تتميز بالعلامات والاتصال بدون تلامس. الوظيفة الرئيسية هي التبديل الموثوق به لكل دائرة على حدة. أنها تحمي الدائرة من الإيجابيات الخاطئة. تم العثور على التطبيق الرئيسي في المحركات غير المتزامنة. للعمل مع المرحل ، يجب تثبيت الصمامات أو المكثف.
يتم تصنيف المرحلات وفقًا لطريقة التحويل:
- الأجهزة السعوية أو الاختزالية ، وكذلك أجهزة الحث المنخفض ؛
- مع تشغيل عشوائي أو فوري ؛
- مع التحكم في الطور.
حسب التصميم ، يمكننا التمييز بين النماذج المثبتة على سكة حديدية وشريط خاص من النوع الانتقالي.
نصائح الاختيار
لا يمكن شراء مرحلات الحالة الصلبة إلا من متجر إلكترونيات متخصص. سيساعدك المتخصصون المتمرسون في اختيار أفضل جهاز لغرض معين. تؤثر العوامل التالية على تكلفة المنتج:
- نوع التتابع
- وجود آليات التثبيت ؛
- مادة الجسم
- وقت التشغيل
- الشركة المصنعة وبلد المنشأ ؛
- قوة؛
- الطاقة المطلوبة
- أبعاد.
عند الشراء ، من المهم مراعاة أنه يجب أن يكون هناك احتياطي طاقة أعلى عدة مرات من احتياطي الطاقة. هذا سيوفر التتابع من التلف. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الصمامات الخاصة. الأكثر موثوقية هي:
- G R - تستخدم في مجموعة واسعة من الأحمال ، تتميز بالسرعة العالية.
- G S - تعمل على مجموعة كاملة من التيارات. حماية الجهاز بشكل موثوق من التحميل الزائد على التيار الكهربائي.
- أ R - حماية مكونات جهاز أشباه الموصلات من الدوائر القصيرة.
توفر هذه الأجهزة حماية عالية ضد الكسر. تكلفتها قابلة للمقارنة بسعر التتابع نفسه. تتميز الصمامات من الفئات B و C و D بخصائص وقائية أقل وبالتالي تكلفة أقل.
من أجل التشغيل الموثوق به والمستقر للترحيل ، تحتاج إلى اختيار مبرد تبريد. هذا صحيح بشكل خاص عندما ترتفع درجة الحرارة فوق 60 درجة. يجب أن يتجاوز الاحتياطي الحالي للترحيل التقليدي تيارات التشغيل بمقدار 3-4 مرات. عند العمل مع المحركات الحثية ، يجب أن يزيد هذا الرقم حتى 8-9 مرات.
مخططات الاتصال
المخططات الأكثر استخدامًا هي:
- عادة مفتوحة. يتم تنشيط الحمل عند وجود إشارة التحكم.
- عادة مغلقة. يتم تنشيط الحمل في حالة عدم وجود إشارة تحكم.
- الفولتية التحكم والحمل متساوية. يتم استخدامه للعمل في شبكات AC و DC.
- ثلاث مراحل. يمكن توصيله بطرق مختلفة - "نجمة" ، "دلتا" ، نجمة مع محايد ".
- تفريغ. نوع من التتابع ثلاث مراحل. يشتمل على حلقتين تحكم.
قبل تجميع الرسم التخطيطي ، تحتاج إلى رسمه على الورق.
يتم الاتصال بالشبكة من خلال المبتدئين أو جهات الاتصال. عند استخدام مرحل ثلاثي الطور ، يجب توصيل جميع المراحل الثلاث بالمطاريف المناسبة في الجزء العلوي من الجهاز. يتم تمييز ملامسات المرحلة العليا بالأحرف A ، B C ، صفر - N.
يحتوي الجهاز أيضًا على أطراف سفلية مميزة بالأرقام 1 ، 2 ، 3. وهي متصلة وفقًا للخوارزمية التالية:
- 1 - إخراج الملف في الموصل.
- 3 - لأي مرحلة تتجاوز التتابع.
- 2 - شبكة الصفر.
ترتبط عناصر الطاقة على النحو التالي: يجب توصيل المراحل الحية بالمطاريف المقابلة في الموصل ؛ موصلات الحمل - لإخراج الموصل ؛ يتم الجمع بين الأصفار في ناقل مشترك في صندوق التوصيل.
سيتم النظر في إعداد الترحيل باستخدام مثال VP 380 A:
- قم بتوصيل الجهاز بالشبكة.
- انظر إلى الشاشة. في حالة عدم وجود جهد ، ستومض الأرقام. يشير ظهور الشرطات إلى تغيير في تسلسل المرحلة أو عدم وجود أحدها.
في الحالة الطبيعية للتيار الكهربائي ، بعد حوالي 15 ثانية ، يجب إغلاق جهات الاتصال 1 و 3 ، لتزويد الملف والشبكة بالطاقة.
إذا كان الاتصال غير صحيح ، فستومض الشاشة. ثم تحتاج إلى التحقق من صحتها. يمكنك ضبط الإعدادات اللازمة باستخدام الأزرار الموجودة على العلبة. الأزرار ذات المثلثات هي المسؤولة عن وضع الحدود المطلوبة.
