O que é um relé estático: trabalho e suas aplicações

O estado sólido retransmissão ou relé estático foi lançado pela primeira vez no ano de 1960. Como o nome sugere, o termo estático no relé estático implica que este relé não possui partes móveis. Em comparação com um relé eletromecânico, a vida útil deste relé é maior e sua velocidade de resposta é mais rápida. Esses relés foram projetados como dispositivos semicondutores que incluem circuitos integrados , transistores, pequenos microprocessadores, capacitores, etc. tipos de relés substituir quase todas as funções que antes eram realizadas por meio de um relé eletromecânico. Este artigo apresenta uma visão geral de um relé estático – trabalhar com aplicativos.

O que é um relé estático?

Um interruptor operado eletricamente que não possui partes móveis é conhecido como relé estático. Neste tipo de relé, a saída é simplesmente obtida através dos componentes estacionários, como magnético e Circuitos eletrônicos . Os relés estáticos são comparados com os relés do tipo eletromecânico porque esses relés utilizam partes móveis para realizar uma ação de comutação. Mas ambos os relés são usados ​​para controlar circuitos elétricos usando um interruptor que é aberto ou fechado com base em uma entrada elétrica.

Esses tipos de relés são projetados principalmente para executar funções semelhantes usando controle de circuito eletrônico, como um relé eletromecânico executa usando elementos ou peças móveis. Um relé estático depende principalmente dos projetos de microprocessadores, circuitos analógicos de estado sólido ou circuitos lógicos digitais.

Diagrama de Blocos de Relé Estático

O diagrama de blocos do relé estático é mostrado abaixo. Os componentes estáticos do relé neste diagrama de blocos incluem principalmente um retificador, amplificador, unidade o/p e circuito de medição do relé. Aqui, o circuito de medição do relé inclui os detectores de nível, porta lógica e os comparadores como amplitude e fase.

No diagrama de blocos acima, a linha de transmissão é simplesmente conectada ao transformador de corrente (TC) ou transformador de potencial (PT) para que a linha de transmissão forneça a entrada para o CT/PT.

A saída do transformador de corrente é dado como uma entrada para o retificador que retifica o sinal AC de entrada no sinal DC. Este sinal DC é dado à unidade de medição de um relé.

O relé da unidade de medição executa a ação mais significativa necessária dentro do sistema de relé estático, detectando o nível do sinal de entrada em todos os detectores de nível e avaliando a magnitude e a fase do sinal nos comparadores para realizar as operações da porta lógica.

Neste relé, são usados ​​dois tipos de comparadores de amplitude e de fase. A principal função do comparador de amplitude é comparar a magnitude do sinal de entrada, enquanto o comparador de fase é usado para comparar a variação de fase da quantidade de entrada.

A unidade de medição do relé o/p é fornecida ao amplificador para que ele amplifique a magnitude do sinal e o transmita ao dispositivo o/p. Portanto, este dispositivo fortalecerá a bobina de desarme para que desarme o CB (disjuntor).

Para a operação do amplificador, a unidade de medição do relé e o dispositivo o/p requerem uma alimentação CC extra. Portanto, esta é a principal desvantagem deste relé estático.

Princípio de Funcionamento do Relé Estático

O funcionamento do relé estático é, primeiro, o transformador de corrente/transformador de potencial recebe o sinal de tensão/corrente de entrada da linha de transmissão e o entrega ao retificador. Depois disso, este retificador muda o sinal AC para DC e este é dado à unidade de medição do relé.

Agora, esta unidade de medição identifica o nível do sinal de entrada e compara a magnitude e a fase do sinal com o comparador disponível na unidade de medição. Este comparador compara o sinal i/p para ter certeza se o sinal está com defeito ou não. Depois disso, este amplificador amplifica a magnitude do sinal e o transmite para o dispositivo o/p para ativar a bobina de desarme para desarmar o disjuntor.

Tipos de relés estáticos

Existem diferentes tipos de relés estáticos disponíveis que são discutidos abaixo.

• Relés eletrônicos.
• Relés transdutores.
• Relés transistorizados.
• Relés de ponte retificadora.
• Relés de efeito Gauss.

Relé Eletrônico

Um relé eletrônico é um tipo de interruptor eletrônico usado para operar os contatos do circuito abrindo e fechando sem qualquer ação mecânica. Assim, neste tipo de relé, o método de retransmissão piloto da portadora atual é utilizado para proteger a linha de transmissão. Neste tipo de relé, as válvulas eletrônicas são utilizadas principalmente como unidades de medição.

Relé Transdutor

O relé do transdutor também é conhecido como relé do amplificador magnético, que é muito simples mecanicamente e mesmo que alguns deles possam ser eletricamente pouco complicados, portanto, isso não altera sua confiabilidade. Como sua operação depende principalmente de componentes estacionários cujas características são simplesmente predeterminadas e verificadas. Assim, eles são muito fáceis de projetar e testar em comparação com os relés eletromecânicos. A manutenção desses relés é praticamente insignificante.

Relé de transistor

Um relé de transistor é o relé estático mais usado, onde o transistor neste relé funciona como um triodo para superar as limitações causadas pelas válvulas eletrônicas. Neste relé, um transistor é usado como um dispositivo de amplificação e um dispositivo de comutação que o torna adequado para atingir qualquer característica funcional. Geralmente, os circuitos de transistor não podem executar apenas as funções de relé necessárias, mas também fornecem a flexibilidade necessária para atender a diferentes requisitos de relé.

Relés de ponte retificadora

Os relés de ponte retificadora são muito famosos devido ao desenvolvimento de diodos semicondutores. Este tipo de relé inclui um relé de ferro móvel polarizado e bobina móvel e também duas pontes retificadoras. Os mais comuns são os comparadores de relé baseados em pontes retificadoras, que podem ser organizados como comparadores de amplitude ou de fase.

Relés de Efeito Gauss

Alguns metais, bem como a resistividade dos semicondutores, mudam em temperaturas menores, uma vez que são expostos ao campo magnético em relés, conhecido como relé de efeito de Gauss. Este efeito depende principalmente da razão entre a profundidade e a largura e aumenta com o aumento dessa razão. Este efeito é simplesmente observado em alguns metais à temperatura ambiente, como bismuto, magneto de índio, arseneto de índio, etc. Este tipo de relé é melhor em comparação com o relé de efeito Hall devido aos circuitos e construção mais simples. Mas o efeito gauss dentro dos relés estáticos é limitado devido ao alto custo do cristal. Portanto, a corrente de polarização não é necessária e a saída é comparativamente maior.

Como conectar um relé estático a um microcontrolador

A interface de um relé de estado sólido ou relé estático com uma placa Arduino tipo microcontrolador é mostrada abaixo. A principal diferença entre relés normais e SSR é; um relé normal é mecânico, enquanto o SSR não é mecânico. Este relé estático utiliza o mecanismo de um optoacoplador para controlar cargas de alta potência. Semelhante aos relés mecânicos, esses relés simplesmente fornecem isolamento elétrico entre dois circuitos, assim como um optoisolador funciona como um interruptor entre dois circuitos.

Os relés estáticos têm alguns benefícios em comparação com os relés mecânicos, pois podem ser ligados com tensão CC muito baixa, como 3V CC. Esses relés controlam cargas de alta potência, sua velocidade de comutação é maior em relação aos relés mecânicos. Durante a comutação, não gera nenhum som, pois não há componente mecânico dentro do relé.

A principal intenção desta interface é medir a temperatura ambiente e ligar/desligar o AC com base na temperatura ambiente. Para isso, é utilizado um sensor de temperatura DHT22 que é um sensor de umidade e temperatura fundamental e de baixo custo.

Os componentes necessários desta interface incluem principalmente um sensor de temperatura Crydom SSR, Arduino, DHT22, etc. Forneça as conexões de acordo com a interface fornecida abaixo.

Este sensor usa um termistor e um sensor de umidade capacitivo para medir a temperatura ambiente. Ele fornece um sinal de saída digital no pino de dados. Este sensor tem uma desvantagem; você pode obter novos dados apenas a cada dois segundos. O sensor de temperatura DHT22 é uma atualização do sensor DHT11, mas a faixa de umidade deste sensor DHT22 é mais precisa em comparação com o dht11.

Na interface acima, o relé de estado sólido funciona diretamente dos pinos digitais do Arduino. Este relé precisa de 3 a 32 volts dc para ativar o outro circuito. No lado da saída, você pode simplesmente conectar uma carga máxima com 240 volts AC e até 40A de corrente.

Código Arduino

Carregue o seguinte código na placa Arduino.

#include “DHT.h”
#define DHTPIN 2 //DHT22 pino digital para conexão de pino Arduino
// Descomente o sensor que você está usando estou usando DHT22
//#definir DHTTYPE DHT11 // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#definir DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Inicializa o sensor DHT.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void configuração() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(“Teste DHT22!”);
pinMode(7, SAÍDA); //SSR liga/desliga pino
dht.begin(); //Inicia a operação do sensor
}
void loop() {
atraso(2000); //2 segundos de atraso
// A leitura de temperatura ou umidade leva cerca de 250 milissegundos!
// As leituras do sensor também podem ter até 2 segundos 'antigas' (é um sensor muito lento)
// Lê a temperatura como Celsius (o padrão)
float t = dht.readTemperature();
Serial.print(“Temperatura: “);
Serial.print(t); //Imprime a temperatura no monitor serial
Serial.print(” *C “);
if(t<=22){ //Temperatura menor que 22 *C desliga AC(Ar Condicionado)
digitalWrite(7, BAIXO);
}
if(t>=23){ //Temperatura maior que 22 *C liga AC(Ar Condicionado)
digitalWrite(7, ALTO);
}
}

No código Arduino acima, a biblioteca do sensor de temperatura DHT é incluída primeiro. Esta biblioteca é válida especialmente para diferentes sensores de temperatura, como DHT11, DHT21 e DHT22, para que possamos utilizar esses três sensores com uma biblioteca semelhante.

Aqui, o AC é ligado/desligado na temperatura centígrada. Se a temperatura ambiente estiver abaixo de 22 graus centígrados, o relé será DESLIGADO e, se a temperatura ambiente aumentar, o relé será LIGADO e fará o AC ligar automaticamente. Entre cada leitura, há um atraso de dois segundos para certificar-se de que o sensor de temperatura atualizou ou não a leitura que não é a mesma antes da leitura.

Aqui, a principal desvantagem é que sempre que a temperatura ambiente aumenta para 30 graus centígrados, o relé fica quente. Portanto, o dissipador de calor precisa ser instalado com o relé.

Relé Estático Vs Relé Eletromagnético

A diferença entre o relé estático e o relé eletromagnético inclui o seguinte.

Vantagens e desvantagens

o vantagens do relé estático inclui o seguinte.

• Esses relés consomem muito menos energia.
• Este relé oferece uma resposta muito rápida, alta confiabilidade, precisão e longa vida útil e é à prova de choque.
• Não inclui problemas de armazenamento térmico
• Este tipo de relé amplifica o sinal i/p o que aumenta sua sensibilidade.
• A chance de tropeçar indesejado é menor.
• Esses relés têm resistência máxima a choques, para que possam operar facilmente em regiões propensas a terremotos.
• Precisa de menos manutenção.
• Tem um tempo de resposta muito rápido.
• Esses tipos de relés oferecem resistência a choques e vibrações.
• Tem um tempo de reposição muito rápido.
• Funciona por um período extremamente longo
• Consome muito menos energia e extrai energia de uma fonte CC secundária

o Desvantagens dos relés estáticos inclui o seguinte.

• Os componentes usados ​​neste relé são extremamente sensíveis às descargas eletrostáticas que significam fluxos de elétrons inesperados entre os objetos carregados. Assim, é necessária uma manutenção especial nos componentes para que não afete as descargas eletrostáticas.
• Este relé é afetado facilmente por surtos de alta tensão. Portanto, precauções devem ser tomadas para evitar danos ao longo de picos de tensão.
• O funcionamento do relé depende principalmente dos componentes usados ​​no circuito.
• Este relé tem menor capacidade de sobrecarga.
• Comparado com o relé eletromagnético, este relé é extremamente caro.
• Esta construção do relé é simplesmente afetada pela interferência ao redor.
• Estes são responsivos a transientes de tensão.
• As características dos dispositivos semicondutores, como diodos, transistores, etc., utilizados nesses relés, mudam de acordo com a temperatura e o envelhecimento.
• A confiabilidade desses relés depende principalmente de vários componentes pequenos e suas conexões.
• Esses relés têm menor capacidade de sobrecarga de curta duração em comparação com os relés eletromecânicos.
• A operação deste relé pode ser simplesmente afetada pelo envelhecimento dos componentes.
• Esta velocidade de operação do relé é limitada pela inércia mecânica do componente.
• Estes não são aplicáveis ​​para fins comerciais.

Formulários

o aplicações de relé estático inclui o seguinte.

• Esses relés são amplamente utilizados em sistemas de proteção baseados em velocidade muito alta de linhas de transmissão EHV-A.C com proteção de distância.
• Estes também são usados ​​em sistemas de proteção contra falta à terra e sobrecorrente.
• Estes são usados ​​na proteção de transmissão longa e média.
• É usado para proteger alimentadores paralelos.
• Dá segurança de backup para a unidade.
• Estes são usados ​​em linhas interconectadas e conectadas em T.

Assim, trata-se de tudo uma visão geral de um relé estático – trabalhar com aplicativos. Esses relés também são chamados de interruptor de estado sólido, que é usado para controlar a carga ligando e desligando assim que a alimentação de tensão externa for fornecida pelos terminais de entrada do dispositivo. Esses relés são dispositivos semicondutores que utilizam propriedades elétricas de semicondutores de estado sólido, como MOSFET, transistores e TRIAC para realizar operações de comutação de entrada e saída. Aqui está uma pergunta para você, o que é um relé eletromagnético?