ממסרי מצב מוצק: סוגים, יישומים מעשיים, תרשימי חיווט

מתחילים וקונטקטרים ​​קלאסיים הופכים בהדרגה לנחלת העבר. מקומם בתחום האלקטרוניקה לרכב, מכשירי חשמל ביתיים ואוטומציה תעשייתית תופס ממסר במצב מוצק - מכשיר מוליכים למחצה בו אין חלקים נעים.

למכשירים עיצובים שונים ותרשימי חיווט עליהם תלויים תחומי היישום שלהם. לפני השימוש במכשיר, עליכם להבין את עיקרון ההפעלה שלו, ללמוד על תכונות הפעולה והחיבור של סוגים שונים של ממסרים. התשובות לשאלות אלה מפורטות במאמר.

מכשיר ממסר מצב מוצק

ממסרים מודרניים במצב מוצק (TTR) הם התקני מוליכים למחצה מודולריים שהם מתגים חשמליים חשמליים.

צמתי העבודה העיקריים של התקנים אלה מיוצגים על ידי triacs, thyristors או טרנזיסטורים. TTRs אין חלקים נעים, אשר שונה מממסרים אלקטרומכניים.

גודל ממסר המצב המוצק תלוי במידה רבה בעומס המותר המרבי וביכולת להסיר חום באמצעות העברת חום והסעה (+)

המבנה הפנימי של מכשירים אלה יכול להשתנות מאוד בהתאם לסוג העומס המתכוונן והמעגל החשמלי.

ממסרי המצב המוצק הפשוטים ביותר כוללים את הצמתים הבאים:

• צומת קלט עם נתיכים;
• שרשרת ההדק;
• בידוד אופטי (גלווני);
• החלפת צומת;
• מעגלי הגנה;
• פלט הצומת לעומס.

צומת הקלט TTR הוא מעגל ראשוני עם נגן מחובר לסדרה. נתיך במעגל זה הוא לא חובה. המשימה של צומת הקלט היא לקבל אות בקרה ולהעביר פקודה למתגי מיתוג העומס.

עם זרם חילופין, בידוד גלווני משמש להפרדת השליטה והמעגל הראשי. העיקרון של פעולת הממסר תלוי במידה רבה במכשיר שלו.מעגל ההדק האחראי על עיבוד אות הקלט עשוי להיכלל ביחידת הבידוד האופטית או להיות ממוקם בנפרד.

יחידת המגן מונעת עומסי יתר ושגיאות, מכיוון שבמקרה של התקלה במכשיר, גם הציוד המחובר יכול להיכשל.

המטרה העיקרית של ממסרי מצב מוצק היא לסגור / לפתוח את רשת החשמל באמצעות אות בקרה חלש. שלא כמו אנלוגים אלקטרומכניים, הם בעלי צורה קומפקטית יותר ואינם מייצרים קליקים אופייניים במהלך הפעולה.

עקרון הפעולה של ה- TTR

פעולת ממסר של מצב מוצק היא די פשוטה. רוב ה- TTRs נועדו לשלוט על אוטומציה ברשתות של 20-480 V.

בידוד אופטי מאפשר לך ליצור אותות בקרה של הספק מינימלי, וזה חשוב קריטית עבור חיישנים הפועלים ממקורות כוח אוטונומיים (+)

בגירסה הקלאסית כלולים במקרה המכשיר שני אנשי קשר של מעגל מיתוג ושני חוטי בקרה. המספר שלהם יכול להשתנות עם עלייה במספר השלבים המחוברים. תלוי בנוכחות המתח במעגל הבקרה, העומס הראשי מופעל או מכבה על ידי אלמנטים מוליכים למחצה.

תכונה של ממסרי מצב מוצק היא נוכחות של התנגדות אינסופית. אם המגעים במכשירים אלקטרומכניים מנותקים לחלוטין, אז במצב מוצק היעדר זרם במעגל מובטח על ידי תכונותיהם של חומרים מוליכים למחצה.

לכן, במתחים גבוהים עשויים להופיע זרמי דליפה קטנים העלולים להשפיע לרעה על פעולת הציוד המחובר.

סיווג ממסר מצב מוצק

היקף הממסר הוא מגוון, לכן תכונות העיצוב שלהם יכולות להשתנות מאוד, בהתאם לצרכים של מעגל אוטומטי מסוים. TTRs מסווגים לפי מספר השלבים המחוברים, סוג זרם ההפעלה, תכונות העיצוב וסוג מעגל הבקרה.

לפי מספר השלבים המחוברים

ממסרי מצב מוצק משמשים הן כחלק ממכשירי חשמל ביתיים והן באוטומציה תעשייתית עם מתח הפעלה של 380 V.

לכן התקני מוליכים למחצה אלה, בהתאם למספר השלבים, מחולקים ל:

• שלב אחד;
• תלת פאזי.

שלב יחיד TTR מאפשרים עבודה עם זרמים של 10-100 או 100-500 A. השליטה שלהם מתבצעת באמצעות אות אנלוגי.

מומלץ לחבר חוטים בצבעים שונים לממסר התלת פאזי, כך שכאשר מתקינים את הציוד, תוכלו לחבר אותם נכון.

שלושה ממסרי מצב מוצק המסוגלים להעביר זרם בטווח של 10-120 A. המכשיר שלהם כולל עיקרון פעולה הפיך, שמבטיח את אמינות הוויסות של מספר מעגלי חשמל בו זמנית.

לעתים קרובות משמשים SSR תלת פאזי כדי לספק מנוע אינדוקציה. במעגל הבקרה שלו נכללים בהכרח נתיכים מהירים בגלל זרמי פורץ גבוהים.

לפי סוג זרם הפעלה

לא ניתן להגדיר או לתכנת ממסרי מצב מוצק מחדש, כך שהם יכולים לעבוד רק כמו שצריך עם מגוון מסוים של פרמטרים חשמליים.

בהתאם לצרכים, ניתן לשלוט על TTR באמצעות מעגלים חשמליים עם שני סוגים של זרם:

• קבוע;
• משתנים.

באופן דומה ניתן לסווג את TTR לפי סוג מתח העומס הפעיל. מרבית המסרים במכשירי חשמל ביתיים פועלים עם פרמטרים משתנים.

זרם ישר אינו משמש כמקור החשמל העיקרי בשום מדינה בעולם, כך שלמסרים מסוג זה יש היקף צר

התקנים עם זרם בקרה קבוע מאופיינים באמינות גבוהה ומשתמשים במתח של 3-32 V. לוויסות הם עומדים בטווח טמפרטורות רחב (-30 .. + 70 ° C) ללא שינויים משמעותיים במאפיינים.

ממסים הנשלטים על ידי זרם חילופין הם בעלי מתח בקרה של 3-32 וולט או 70-280 וולט.הם נבדלים על ידי הפרעות אלקטרומגנטיות נמוכות ומהירות תגובה גבוהה.

על ידי תכונות עיצוב

ממסרי מצב מוצק מותקנים לרוב בלוח החשמל המשותף בדירה, כך שלדגמים רבים יש בלוק הרכבה להתקנה על מעקה DIN.

בנוסף ישנם רדיאטורים מיוחדים הממוקמים בין TTR למשטח התומך. הם מאפשרים לך לקרר את המכשיר בעומסים גבוהים, תוך שמירה על ביצועיו.

המסר מותקן על מעקה DIN בעיקר דרך סוגר מיוחד, שיש לו פונקציה נוספת - הוא מסיר עודף חום במהלך הפעולה

בין הממסר לרדיאטור, מומלץ למרוח שכבה של משחה תרמית, המגדילה את שטח המגע ומגדילה את העברת החום. ישנם גם TTRs המיועדים להידוק לקיר באמצעות ברגים רגילים.

לפי סוג תוכנית השליטה

לא תמיד עיקרון הפעולה של טכנולוגיית ממסר מתכווננת מצריך הפעלה מיידית.

לפיכך, יצרנים פיתחו מספר תוכניות בקרת TTR המשמשות בתחומים שונים:

1. שלוט "עד אפס". אפשרות זו של שליטת ממסר במצב מוצק מניחה פעולה רק כאשר ערך המתח הוא 0. היא משמשת במכשירים עם עומסים קיבוליים, עמידים (תנורי חימום) וחלל אינדוקטיביים (שנאים).
2. מיידי. הוא משמש כאשר יש צורך בפעולת ממסר חדה כאשר מופעל אות בקרה.
3. שלב. זה מניח את ויסות מתח היציאה על ידי שינוי הפרמטרים של זרם הבקרה. הוא משמש כדי לשנות בצורה חלקה את דרגת החימום או התאורה.

ממסרי מצב מוצק שונים בפרמטרים רבים אחרים, פחות משמעותיים. לכן, כאשר קונים TTR, חשוב להבין את מערך הפעולה של הציוד המחובר על מנת לרכוש את מכשיר הכוונון המתאים ביותר.

יש לספק עתודת כוח, מכיוון שלממסר יש משאב תפעולי שנצרך במהירות עם עומסי יתר תכופים.

היתרונות והחסרונות של TTR

ממסרי מצב מוצק אינם לשווא גוברים מתחילים וקונטקטורים קונבנציונליים מהשוק. למכשירים מוליכים למחצה אלה יתרונות רבים על פני עמיתיהם האלקטרומכניים, הגורמים לצרכנים לבחור בהם.

לממסר למעגלי מיקרו ממדים קומפקטיים והוא מוגבל מאוד על ידי הזרם המועבר המרבי. הם קבועים בעיקר על ידי הלחמת רגליים מיוחדות

יתרונות אלה כוללים:

1. צריכת חשמל נמוכה (90% פחות).
2. מידות קומפקטיות להתקני התקנה במרחב מוגבל.
3. מהירות התחלה וכיבוי גבוהה
4. רעש פעולה מופחת: אין לחיצות האופייניות לממסר אלקטרומכני.
5. לא צפויה תחזוקה.
6. חיי שירות ארוכים בזכות משאב של מאות מיליוני פעולות.
7. בשל האפשרויות הרחבות לשינוי רכיבים אלקטרוניים, TTRs הרחיבו תחומי יישום.
8. חוסר הפרעות אלקטרומגנטיות בזמן הפעולה.
9. אין לכלול השחתת אנשי קשר כתוצאה מהלם המכני שלהם.
10. היעדר מגע פיזי ישיר בין מעגלי בקרה ומיתוג.
11. יכולת ויסות העומס.
12. נוכחות ב- TTR הפועמת של מעגלים אוטומטיים המגנים מפני עומס יתר.
13. אפשרות לשימוש בסביבות נפץ.

היתרונות המצוינים של ממסרי מצב מוצק אינם תמיד מספיקים להפעלה רגילה של הציוד. זו הסיבה שהם עדיין לא החליפו לחלוטין מגעים אלקטרומכניים.

להפעלה יציבה של ממסרים חזקים במצב מוצק, יש חשיבות לפיזור חום יעיל מכיוון שבטמפרטורות גבוהות מתח העומס מעוות בצורה חדה (+)

ל- TTR יש גם חסרונות שאינם מאפשרים להשתמש בהם במקרים רבים.

המינוסים כוללים:

1. חוסר היכולת של מרבית המכשירים עם מתח מעל 0.5 קילוואט.
2. עלות גבוהה.
3. רגישות לזרמים גבוהים, במיוחד במעגלי ההתחלה של מנועים חשמליים.
4. הגבלות לשימוש בתנאי לחות גבוהה.
5. ירידה קריטית בביצועים בטמפרטורות מתחת לכפור 30 מעלות צלזיוס ומעל חום 70 מעלות צלזיוס.
6. המארז הקומפקטי מוביל לחימום יתר של המכשיר בעומסים גבוהים יציבים, הדורש שימוש במכשירי קירור פסיביים או פעילים מיוחדים.
7. היכולת להמיס את המכשיר מחימום במהלך קצר חשמלי.
8. זרמי מיקרו במצב הסגור של הממסר יכולים להיות קריטיים לתפעול הציוד. לדוגמה, מנורות פלורסנט המחוברות לרשת עשויות להבהב מדי פעם.

לפיכך, לממסרי מצב מוצק יש יישומים ספציפיים. בשרשרות של ציוד תעשייתי בעל מתח גבוה, השימוש בהן מוגבל בחדות בגלל התכונות הפיזיקליות הלא מושלמות של חומרים מוליכים למחצה.

עם זאת, במכשירי חשמל ביתיים ותעשיית הרכב, TTRs תופסים עמדה חזקה בשל תכונותיהם החיוביות.

דיאגרמות חיווט אפשריות

תוכניות חיבור ממסר במצב מוצק יכולות להיות מגוונות מאוד. כל מעגל חשמלי בנוי על בסיס מאפייני העומס המחובר. למעגל ניתן להוסיף נתיכים, בקרים והתקני בקרה נוספים.

בשל העובדה שמעגלי הבקרה והעומסים במכשיר אינם חופפים, המאפיינים החשמליים שלהם יכולים להיות שונים בכל פרמטרים (+)

בשלב הבא יוצגו תוכניות החיבור TTR הפשוטות והנפוצות ביותר:

• בדרך כלל פתוח;
• עם מעגל מחובר;
• בדרך כלל סגור;
• תלת פאזי;
• הפיך.

בדרך כלל מעגל פתוח (פתוח) - ממסר, שעומסו מופעל בנוכחות אות בקרה. כלומר, הציוד המחובר נכבה כאשר הכניסות 3 ו -4 מנותקות.

לפני רכישת ממסר, יש לקבוע את סוג המצב ההתחלתי הנדרש (סגור או פתוח) כדי להבטיח את הפעולה הנכונה של הציוד המחובר (+)

מעגל סגור בדרך כלל - אמור להיות ממסר, העומס בו מופעל בהעדר אות בקרה. כלומר, הציוד המחובר במצב עבודה עם כניסות חסרות אנרגיה 3 ו -4.

קיימת מערך חיבור ממסר למצב מוצק בו הבקרה ומתח העומס זהים. ניתן להשתמש בשיטה זו במקביל לעבודה ברשתות DC ו- AC.

ממסרים תלת פאזיים מחוברים על ידי עקרונות מעט שונים. ניתן לחבר אנשי קשר באפשרויות "כוכב", "משולש" או "כוכב עם ניטרל."

הבחירה בתכנית חיבור ממסר תלת-פאזית תלויה במידה רבה בתכונות הפעולה של הציוד המחובר אליו כעומס

ממסרים הפוכים במצב סולידי מוחלים במנועים חשמליים במצב המקביל. הם מיוצרים בגרסת תלת פאזית וכוללים שני לולאות בקרה.

אם חשוב לממסר לשמור על הקוטביות של חיבור המגעים, הסימון תמיד יציין היכן לחבר את השלב ואת האפס

זה הכרחי רק להרכיב מעגלים חשמליים עם TTRs לאחר שצוירו מראש על הנייר, מכיוון שהתקנים המחוברים לא תקינים יכולים להיכשל בגלל קצר חשמלי.

שימוש מעשי במכשירים

היקף השימוש בממסרי מצב מוצק הוא די נרחב. בשל האמינות הגבוהה שלהם וחוסר הצורך בתחזוקה שוטפת, הם מותקנים לרוב באזורי ציוד קשים לגישה.

בממסרים רבים, חיבור חוטי לולאת הבקרה דורש קוטביות, אשר יש לקחת בחשבון במהלך התקנת ציוד

תחומי היישום העיקריים של TTR הם:

• מערכת ויסות תרמי באמצעות שימוש בגופי חימום;
• שמירה על טמפרטורה יציבה בתהליכים טכנולוגיים;
• בקרת פעולת שנאי;
• התאמת תאורה;
• מעגלי חיישן תנועה, תאורה, חיישני פוטו לתאורת רחוב וכדומה;
• בקרת מנוע חשמלי;
• ספקי כוח בלתי ניתנים להפרעה.

עם עליית האוטומציה של מכשירי חשמל ביתיים, ממסרי מצב מוצק הופכים לנפוצים יותר, ופיתוח טכנולוגיות מוליכים למחצה מפתחות כל הזמן תחומים חדשים ליישום שלהם.

אם תרצה, אתה יכול להרכיב ממסר של מצב מוצק בעצמך. הוראות מפורטות מסופקות ב מאמר זה.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

הסרטונים המוצגים יסייעו להבין טוב יותר את פעולת ממסרי המצב המוצק ולהכיר את שיטות החיבור שלהם.

הדגמה מעשית של פעולת ממסר פשוט במצב מוצק:

ניתוח זנים ותכונות של פעולת ממסרי מצב מוצק:

בדיקת פעולת ומידת החימום של ה- TTR:

כמעט כולם יכולים להרכיב מעגל חשמלי ממסר במצב מוצק וחיישן.

עם זאת, תכנון מעגל עבודה מצריך ידע בסיסי בהנדסת חשמל, מכיוון שחיבור לא תקין יכול להוביל לזעזוע חשמלי או לקצר חשמלי. אך כתוצאה מהפעולות הנכונות, תוכלו להשיג המון מכשירים שימושיים בחיי היומיום.

האם יש מה להוסיף, או שיש לך שאלות לגבי חיבור ושימוש בממסרי מצב מוצק? אתה יכול להשאיר הערות על הפרסום, להשתתף בדיונים ולשתף את החוויה שלך בעצמך באמצעות מכשירים כאלה. טופס יצירת הקשר נמצא בגוש התחתון.