ما هو مبدأ عمل المرحلات الحالة الصلبة

ما هو مبدأ عمل المرحلات الحالة الصلبة

2. وظيفة كل مكونات:

الشكل أدناه هو المخططات التخطيطية الداخلية لنوع الزناد بدون عبور AC-SSR (الشكل 6.3)

R1 هو المقاوم الحد الحالي الذي يحد من إشارة الدخل الحالية ويضمن أن optocoupler غير معطوب. يتم استخدام LED لعرض حالة إدخال إشارة التحكم في الإدخال. و الصمام الثنائي  VD1 يستخدم لمنع optocoupler من التلف عندما الإيجابية و السلبية أقطاب هي مقلوب من إشارة الدخل. يقوم optocoupler OPT كهربائيًا بعزل دوائر الإدخال والإخراج. يعمل الصمام الثلاثي M1 كعاكس ، ويشكل دائرة كشف معبر صفري مع الثايرستور SCRفي الوقت نفسه ، يتم تحديد حالة تشغيل الثايرستور SCR بواسطة الترانزستور M1 صفر الجهد المتناوب. VD2 ~ VD4 تشكل جسر مقوم الموجة الكاملة (أو جسر الصمام الثنائي الموجة الكاملة) UR . يمكن الحصول على نبض المشغل ثنائي الاتجاه لتشغيل الترياك BCR من SCR و UR. R6 هو المقاوم تحويلة تستخدم لحماية BCR. يشكل كل من R7 و C1 شبكة لامتصاص زيادة التيار لامتصاص الجهد العالي أو تيار الارتفاع في مصدر الطاقة لمنع حدوث صدمة أو تداخل في دائرة التبديل. RTهو الثرمستور الذي يعمل كحامي الانهاك لمنع المرحلات الحالة الصلبة من التلف بسبب درجات الحرارة المفرطة. VDR عبارة عن varistor يعمل كجهاز محدد للجهد يقوم بربط الجهد ويمتص التيار الزائد لحماية مرحل الحالة الصلبة عندما تكون دائرة الخرج زائدة.

3. عملية العمل:

يتميز مرحلات الحالة الصلبة AC ذات التقاطع الصفري بخاصية التشغيل عند تقاطع الجهد عند الصفر وإيقاف تشغيله عندما يتجاوز تيار الحمل الصفر.

عندما يتم إيقاف تشغيل OPT-coupler opto (أي أن وحدة التحكم في OPT لا تحتوي على إشارة دخل) ، يتم تشبع M1 وتشغيله عن طريق الحصول على التيار الأساسي من R2 ، ونتيجة لذلك ، يتم تشغيل فولطية تشغيل البوابة (UGT) يتم تثبيت الثايرستور SCR لإمكانات منخفضة وإيقاف تشغيله. وبالتالي ، فإن triac BCR في حالة إيقاف التشغيل لأنه لا يوجد نبض تشغيل على وحدة التحكم في البوابة R6. 

عندما يتم تطبيق إشارة التحكم في الإدخال على محطة الإدخال الخاصة بترحيل الحالة الصلبة ، يتم تشغيل الترانزستور الضوئي OPT (أي أن محطة التحكم في الأراضي الفلسطينية المحتلة لديها إشارة دخل). بعد تقسيم جهد التيار الكهربائي إلى R2 و R3 ، إذا كان الجهد عند النقطة A أكبر من جهد التقاطع الصفري M1 (أي VA> VBE1) ، ستكون M1 في حالة التوصيل المشبعة، وسوف يكون كل من الثايرستور SCR و BCR في حالة إيقاف التشغيل. إذا كان الجهد عند النقطة A أقل من جهد التقاطع الصفري لـ M1 (أي VA <VBE1) ، فستكون M1 في حالة القطع ، وسيتم تشغيل SCR للتشغيل ، ثم نبض الزناد من "R5" ← UR ← SCR ← UR ← R6 "يتم الحصول على الاتجاه (أو الاتجاه المعاكس) على عمود التحكم في BCR لتنشيط BCR ، وأخيرًا ، سيتم توصيل الحمل بخطوط التيار المتردد.

من خلال العملية المذكورة أعلاه ، يمكن فهم أن M1 يستخدم كاشف الجهد الكهربي المتردد لتشغيل مرحل الحالة الصلبة عند تقاطع جهد الحمل على الصفر وإيقاف تشغيل مرحل الحالة الصلبة عندما يتجاوز تيار الحمل الصفر. وبسبب وظيفة كاشف عبور الصفر ، يتم تقليل تأثير دائرة الحمل على الحمولة في نفس الوقت ، كما يتم تقليل تداخل التردد اللاسلكي الناتج في حلقة التحكم بدرجة كبيرة.

4. تعريف العبور الصفري:

هنا لا بد من شرح ما هو معبر الصفر. في التيار المتناوب ، يكون التقاطع الصفري هو النقطة الآنية التي لا يوجد فيها جهد كهربي ، أي الوصلة بين نصف الدورة الموجبة والنصف السلبي لدورة الموجة AC. في كل دورة من التيار المتناوب ، عادة ما يكون هناك اثنين من المعابر الصفر. وإذا تحول التيار الكهربائي في نقطة التقاطع الصفري الفورية ، فلن يتم توليد أي تداخل كهربائي. سيكون مرحل الحالة الصلبة AC (مجهز بدائرة تحكم عبور صفري) في وضع التشغيل ON عندما تكون محطة الإدخال متصلة بإشارة التحكم وعندما يتجاوز جهد التيار المتردد الناتج الصفر ؛ على العكس ، عند إيقاف تشغيل إشارة التحكم ، يكون SSR في حالة OFF حتى معبر الصفر التالي.

بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن التقاطع الصفري لترحيل الحالة الصلبة لا يعني في الواقع صفر فولت من شكل موجة جهد التيار الكهربائي. الشكل 6.5 هو جزء من موجة جيبية AC الجهد. وفقًا لخصائص مكون تبديل التيار المتردد ، يتم تقسيم جهد التيار المتردد في الشكل إلى ثلاث مناطق تتوافق مع ثلاث حالات لدائرة إخراج SSR. وU1 U2 ويمثل على التوالي عتبة الجهد و الجهد التشبع المكون التبديل.

  1) المنطقة Ⅰ هي المنطقة الميتة ( منطقة القطع أو منطقة القطع أو منطقة إيقاف التشغيل) ، مع القيمة المطلقة لنطاق الجهد من 0 ~ U1. وفي هذه المنطقة ، لا يمكن تشغيل مفتاح SSR ، حتى إذا تمت إضافة إشارة إدخال.

  2) المنطقة Ⅱ هي منطقة الاستجابة ( المنطقة النشطة أو منطقة القطع أو منطقة القطع أو منطقة التشغيل) ذات القيمة المطلقة لمدى الجهد من U1 ~ U2. في هذه المنطقة ، يتم تشغيل SSR على الفور ، بمجرد إضافة إشارة الدخل ، ويزداد جهد الخرج كلما زاد جهد التيار الكهربائي.

  3) المنطقة Ⅲ هي منطقة الكبت ( منطقة التشبع) ذات القيمة المطلقة لمدى الجهد أكبر من U2. في هذه المنطقة ، يكون عنصر التبديل (الثايرستور) في حالة التشبع. ولن يزداد الجهد الناتج لمرحل الحالة الصلبة مع زيادة جهد تزويد الطاقة ، ولكن يزداد التيار مع زيادة الجهد ، والذي يمكن اعتباره حالة ماس كهربائى داخلية لدائرة إخراج الحالة الصلبة مرحل ، أي ، مرحل الحالة الصلبة موجود في حالة التبديل عند التبديل الإلكتروني.

يوضح الشكل 6.6 الشكل الموجي I / O لمرحل الحالة الصلبة المتقاطع. وبسبب طبيعة الثايرستور ، سيكون مرحل الحالة الصلبة في حالة التشغيل بعد وصول جهد أطراف الخرج إلى جهد الجهد (أو الجهد الزناد لدائرة المشغل). بعد ذلك ، سيكون مرحل الحالة الصلبة في الحالة الفعلية بعد الوصول إلى جهد التشبع ، وفي نفس الوقت ، ينتج انخفاضًا في الجهد منخفض جدًا على الحالة . في حالة إيقاف تشغيل إشارة الدخل ، سيتم إيقاف تشغيل مرحل الحالة الصلبة عندما ينخفض ​​تيار الحمل إلى ما دون تيار الثايرستور الحالي أو عند نقطة تبديل التيار المتردد التالية (أي في المرة الأولى التي يمر فيها تيار الحمل عبر الصفر بعد إيقاف تشغيل ترحيل SSR) ).