एक स्थिर रिले क्या है: कार्य करना और इसके अनुप्रयोग

ठोस अवस्था रिले या स्टेटिक रिले को पहली बार वर्ष 1960 में लॉन्च किया गया था। जैसा कि नाम से पता चलता है, स्टैटिक रिले में स्टैटिक शब्द का अर्थ है कि इस रिले में कोई मूविंग पार्ट नहीं है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की तुलना में, इस रिले का जीवनकाल लंबा होता है और इसकी प्रतिक्रिया की गति तेज होती है। इन रिले को अर्धचालक उपकरणों के रूप में डिजाइन किया गया था जिसमें शामिल हैं एकीकृत सर्किट , ट्रांजिस्टर, छोटे माइक्रोप्रोसेसर, कैपेसिटर, आदि। तो ये रिले के प्रकार लगभग सभी कार्यों को बदलें जो पहले एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले के माध्यम से पूरे किए जा रहे थे। यह लेख a . के एक सिंहावलोकन पर चर्चा करता है स्थिर रिले - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

स्टेटिक रिले क्या है?

एक विद्युत रूप से संचालित स्विच जिसमें कोई हिलता हुआ भाग नहीं होता है उसे स्थिर रिले के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार के रिले में, आउटपुट केवल स्थिर घटकों जैसे चुंबकीय और के माध्यम से प्राप्त किया जाता है विद्युत सर्किट . स्थैतिक रिले की तुलना इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रकार के रिले से की जाती है क्योंकि ये रिले स्विचिंग क्रिया करने के लिए गतिमान भागों का उपयोग करते हैं। लेकिन दोनों रिले का उपयोग विद्युत इनपुट के आधार पर खुले या बंद स्विच का उपयोग करके विद्युत सर्किट को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार के रिले मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक सर्किट नियंत्रण का उपयोग करके समान कार्य करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं जैसे कि इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले तत्वों या चलती भागों का उपयोग करके करता है। एक स्थिर रिले मुख्य रूप से माइक्रोप्रोसेसरों, एनालॉग सॉलिड-स्टेट सर्किट या डिजिटल लॉजिक सर्किट के डिजाइन पर निर्भर करता है।

स्टेटिक रिले ब्लॉक आरेख

स्थिर रिले ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है। इस ब्लॉक आरेख में स्थिर रिले घटकों में मुख्य रूप से एक रेक्टिफायर, एम्पलीफायर, ओ/पी यूनिट और रिले माप सर्किट शामिल हैं। यहां, रिले के मापन सर्किट में लेवल डिटेक्टर, लॉजिक गेट और तुलनित्र जैसे आयाम और चरण शामिल हैं।

उपरोक्त ब्लॉक आरेख में, ट्रांसमिशन लाइन केवल वर्तमान ट्रांसफॉर्मर (सीटी) से जुड़ी है या संभावित ट्रांसफार्मर (पीटी) ताकि ट्रांसमिशन लाइन सीटी/पीटी को इनपुट प्रदान करे।

का आउटपुट करेंट ट्रांसफॉर्मर रेक्टिफायर के इनपुट के रूप में दिया जाता है जो इनपुट एसी सिग्नल को डीसी सिग्नल में रेक्टिफाई करता है। यह डीसी सिग्नल रिले की मापने वाली इकाई को दिया जाता है।

मापने वाली इकाई रिले, लॉजिक गेट संचालन करने के लिए पूरे स्तर के डिटेक्टरों में इनपुट सिग्नल स्तर का पता लगाकर और तुलनित्रों में सिग्नल के परिमाण और चरण का मूल्यांकन करके स्थिर रिले सिस्टम के भीतर आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण क्रिया करता है।

इस रिले में, दो प्रकार के तुलनित्रों का उपयोग किया जाता है आयाम और चरण तुलनित्र। आयाम तुलनित्र का मुख्य कार्य इनपुट सिग्नल के परिमाण की तुलना करना है जबकि चरण तुलनित्र का उपयोग इनपुट मात्रा के चरण भिन्नता की तुलना करने के लिए किया जाता है।

रिले मापने की इकाई o/p एम्पलीफायर को दी जाती है ताकि यह सिग्नल के परिमाण को बढ़ाए और इसे o/p डिवाइस तक पहुंचाए। तो यह उपकरण ट्रिप कॉइल को मजबूत करेगा ताकि यह सीबी (सर्किट ब्रेकर) को ट्रिप कर सके।

एम्पलीफायर के संचालन के लिए, रिले और ओ/पी डिवाइस की माप इकाई को अतिरिक्त डीसी आपूर्ति की आवश्यकता होती है। तो यह इस स्थिर रिले का मुख्य दोष है।

स्टेटिक रिले कार्य सिद्धांत

स्टैटिक रिले का कार्य है, सबसे पहले, करंट ट्रांसफॉर्मर / पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर ट्रांसमिशन लाइन से इनपुट वोल्टेज / करंट सिग्नल प्राप्त करता है और इसे रेक्टिफायर को देता है। उसके बाद, यह रेक्टिफायर एसी सिग्नल को डीसी में बदल देता है और यह रिले की मापने वाली इकाई को दिया जाता है।

अब, यह मापने वाली इकाई इनपुट सिग्नल स्तर की पहचान करती है, उसके बाद यह मापने वाली इकाई में उपलब्ध तुलनित्र के साथ सिग्नल के परिमाण और चरण की तुलना करती है। यह तुलनित्र i/p सिग्नल की तुलना यह सुनिश्चित करने के लिए करता है कि सिग्नल खराब है या नहीं। उसके बाद, यह एम्पलीफायर सिग्नल के परिमाण को बढ़ाता है और सर्किट ब्रेकर को ट्रिप करने के लिए ट्रिप कॉइल को सक्रिय करने के लिए इसे ओ/पी डिवाइस तक पहुंचाता है।

स्टेटिक रिले प्रकार

विभिन्न प्रकार के स्थिर रिले उपलब्ध हैं जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

• इलेक्ट्रॉनिक रिले।
• ट्रांसड्यूसर रिले।
• ट्रांजिस्टर रिले।
• रेक्टिफायर ब्रिज रिले।
• गॉस प्रभाव रिले।

इलेक्ट्रॉनिक रिले

एक इलेक्ट्रॉनिक रिले एक प्रकार का इलेक्ट्रॉनिक स्विच है जिसका उपयोग बिना किसी यांत्रिक क्रिया के सर्किट संपर्कों को खोलने और बंद करने के लिए किया जाता है। तो, इस प्रकार के रिले में, ट्रांसमिशन लाइन की सुरक्षा के लिए वर्तमान वाहक पायलट रिलेइंग विधि का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार के रिले में, इलेक्ट्रॉनिक वाल्व मुख्य रूप से मापने वाली इकाइयों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

ट्रांसड्यूसर रिले

ट्रांसडक्टर रिले को चुंबकीय एम्पलीफायर रिले के रूप में भी जाना जाता है जो यांत्रिक रूप से बहुत सरल है और भले ही उनमें से कुछ विद्युत रूप से थोड़ा जटिल हो सकते हैं, इसलिए यह उनकी विश्वसनीयता को नहीं बदलता है। चूंकि उनका संचालन ज्यादातर स्थिर घटकों पर निर्भर करता है जिनकी विशेषताएं केवल पूर्व निर्धारित और सत्यापित होती हैं। इस प्रकार वे इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की तुलना में डिजाइन और परीक्षण करने में बहुत आसान हैं। इन रिले का रखरखाव व्यावहारिक रूप से नगण्य है।

ट्रांजिस्टर रिले

एक ट्रांजिस्टर रिले सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला स्थिर रिले है जहां इस रिले में ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक वाल्व के कारण होने वाली सीमाओं को दूर करने के लिए एक ट्रायोड की तरह काम करता है। इस रिले में, एक ट्रांजिस्टर का उपयोग एम्पलीफाइंग डिवाइस और एक स्विचिंग डिवाइस के रूप में किया जाता है जो इसे किसी भी कार्यात्मक विशेषता को प्राप्त करने के लिए उपयुक्त बनाता है। आम तौर पर, ट्रांजिस्टर सर्किट केवल आवश्यक रिले कार्य नहीं कर सकते हैं बल्कि विभिन्न रिले आवश्यकताओं के अनुरूप आवश्यक लचीलापन भी प्रदान करते हैं।

दिष्टकारी ब्रिज रिले

सेमीकंडक्टर डायोड के विकास के कारण रेक्टिफायर ब्रिज रिले बहुत प्रसिद्ध हैं। इस तरह के रिले में एक पोलराइज्ड मूविंग आयरन रिले और मूविंग कॉइल और दो रेक्टिफायर ब्रिज भी शामिल हैं। रेक्टिफायर ब्रिज पर आधारित रिले तुलनित्र सबसे आम हैं, जिन्हें आयाम या चरण तुलनित्र के रूप में व्यवस्थित किया जा सकता है।

गॉस प्रभाव रिले

कुछ धातुओं के साथ-साथ अर्धचालक प्रतिरोधकता कम तापमान पर बदल जाती है, जब वे रिले में चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आते हैं जिसे गॉस प्रभाव रिले के रूप में जाना जाता है। यह प्रभाव मुख्य रूप से गहराई से चौड़ाई के अनुपात पर निर्भर करता है और इस अनुपात में वृद्धि के साथ बढ़ता है। यह प्रभाव बस कुछ धातुओं में कमरे के तापमान जैसे बिस्मथ, इंडियम मैग्नेटो, इंडियम आर्सेनाइड इत्यादि में देखा जाता है। इस प्रकार का रिले सरल सर्किटरी और निर्माण के कारण हॉल इफेक्ट रिले की तुलना में बेहतर होता है। लेकिन स्थिर रिले के भीतर गॉस प्रभाव क्रिस्टल की उच्च लागत के कारण सीमित है। इसलिए, ध्रुवीकरण धारा आवश्यक नहीं है और आउटपुट तुलनात्मक रूप से अधिक है।

एक स्थिर रिले को माइक्रोकंट्रोलर से कैसे कनेक्ट करें

एक माइक्रोकंट्रोलर जैसे Arduino बोर्ड के साथ सॉलिड-स्टेट रिले या स्टैटिक रिले का इंटरफेसिंग नीचे दिखाया गया है। सामान्य रिले और SSR के बीच मुख्य अंतर है; एक सामान्य रिले यांत्रिक है जबकि SSR यांत्रिक नहीं है। यह स्थिर रिले उच्च-शक्ति भार को नियंत्रित करने के लिए ऑप्टोकॉप्लर के तंत्र का उपयोग करता है। यांत्रिक रिले के समान, ये रिले केवल दो सर्किटों के बीच विद्युत अलगाव प्रदान करते हैं और साथ ही एक ऑप्टोइसोलेटर दो सर्किटों के बीच स्विच की तरह काम करता है।

यांत्रिक रिले की तुलना में स्टेटिक रिले के कुछ लाभ हैं जैसे कि उन्हें 3V DC जैसे बहुत कम dc वोल्टेज के साथ चालू किया जा सकता है। ये रिले उच्च शक्ति भार को नियंत्रित करते हैं, यांत्रिक रिले की तुलना में इसकी स्विचिंग गति अधिक होती है। स्विचिंग के दौरान, यह कोई ध्वनि उत्पन्न नहीं करता है क्योंकि रिले के भीतर कोई यांत्रिक घटक नहीं है।

इस इंटरफेसिंग का मुख्य उद्देश्य कमरे के तापमान को मापना है और यह कमरे के तापमान के आधार पर एसी को चालू/बंद कर देगा। उसके लिए, एक DHT22 तापमान सेंसर का उपयोग किया जाता है जो एक मौलिक और कम लागत वाली आर्द्रता और तापमान सेंसर है।

इस इंटरफेसिंग के आवश्यक घटकों में मुख्य रूप से एक क्रायडोम एसएसआर, अरुडिनो, डीएचटी 22 तापमान सेंसर इत्यादि शामिल हैं। नीचे दिए गए इंटरफेसिंग के अनुसार कनेक्शन दें।

यह सेंसर आसपास के तापमान को मापने के लिए एक थर्मिस्टर और कैपेसिटिव ह्यूमिडिटी सेंसर का उपयोग करता है। यह डेटा पिन पर एक डिजिटल आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है। इस सेंसर में एक खामी है; आप इससे हर दो सेकेंड में नया डेटा प्राप्त कर सकते हैं। DHT22 तापमान सेंसर DHT11 सेंसर का अपग्रेड है लेकिन इस DHT22 सेंसर की आर्द्रता रेंज dht11 की तुलना में अधिक सटीक है।

उपरोक्त इंटरफेसिंग में, सॉलिड-स्टेट रिले सीधे Arduino के डिजिटल पिन से काम करता है। इस रिले को दूसरे सर्किट को सक्रिय करने के लिए 3 से 32 वोल्ट डीसी की आवश्यकता होती है। आउटपुट साइड पर, आप अधिकतम लोड को 240 वोल्ट एसी और 40 ए तक करंट से जोड़ सकते हैं।

Arduino कोड

निम्नलिखित कोड को Arduino बोर्ड में अपलोड करें।

#शामिल 'डीएचटी.एच'
#define DHTPIN 2 //DHT22 डिजिटल पिन टू Arduino पिन कनेक्शन
// आप जिस सेंसर का उपयोग कर रहे हैं, उसे हटा दें मैं DHT22 का उपयोग कर रहा हूं
//#DHTTYPE DHT11 को परिभाषित करें // DHT 11
#परिभाषित DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#DHTTYPE DHT21 को परिभाषित करें // DHT 21 (AM2301)
// DHT सेंसर को इनिशियलाइज़ करें।
डीएचटी डीएचटी (डीएचटीपीआईएन, डीएचटीटीपीई);
व्यर्थ व्यवस्था() {
सीरियल.बेगिन (9600);
Serial.println ('DHT22 परीक्षण!');
पिनमोड (7, आउटपुट); // एसएसआर स्विचिंग ऑन / ऑफ पिन
dht.begin (); // सेंसर ऑपरेशन शुरू करें
}
शून्य लूप () {
देरी (2000); // सेकंड देरी
// तापमान या आर्द्रता पढ़ने में लगभग 250 मिलीसेकंड लगते हैं!
// सेंसर रीडिंग 2 सेकंड तक 'पुरानी' भी हो सकती है (यह बहुत धीमा सेंसर है)
// तापमान को सेल्सियस के रूप में पढ़ें (डिफ़ॉल्ट)
फ्लोट टी = dht.readTemperature ();
सीरियल.प्रिंट ('तापमान:');
सीरियल.प्रिंट (टी); // सीरियल मॉनिटर पर तापमान प्रिंट करें
सीरियल.प्रिंट ('* सी');
अगर (टी <= 22) {// 22 * ​​सी से कम तापमान एसी (एयर कंडीशनर) बंद कर दें
digitalWrite(7, LOW);
}
if(t>=23){// तापमान 22 *C से अधिक एसी (एयर कंडीशनर) पर स्विच करें
डिजिटलवाइट (7, हाई);
}
}

उपरोक्त Arduino कोड में, DHT तापमान सेंसर की लाइब्रेरी को पहले शामिल किया गया है। यह पुस्तकालय विशेष रूप से DHT11, DHT21 और DHT22 जैसे विभिन्न तापमान सेंसर के लिए मान्य है, इसलिए हम इन तीन सेंसर का उपयोग एक समान पुस्तकालय के साथ कर सकते हैं।

यहां, एसी को सेंटीग्रेड तापमान पर चालू/बंद किया जाता है। यदि कमरे का तापमान 22 डिग्री सेंटीग्रेड से कम है तो रिले बंद कर दिया जाएगा और यदि कमरे का तापमान बढ़ता है तो रिले चालू हो जाएगा और एसी अपने आप चालू हो जाएगा। प्रत्येक रीडिंग के बीच, यह सुनिश्चित करने में दो सेकंड की देरी होती है कि तापमान सेंसर ने रीडिंग को अपडेट किया है या नहीं जो रीडिंग से पहले के समान नहीं है।

यहां मुख्य दोष यह है कि जब भी कमरे का तापमान 30 डिग्री सेंटीग्रेड तक बढ़ जाएगा तो रिले गर्म हो जाएगी। तो रिले के साथ हीट सिंक को स्थापित करने की आवश्यकता है।

स्थैतिक रिले बनाम विद्युतचुंबकीय रिले

स्थैतिक रिले और विद्युत चुम्बकीय रिले के बीच अंतर में निम्नलिखित शामिल हैं।

फायदे और नुकसान

स्थिर रिले के लाभ निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• ये रिले बहुत कम बिजली की खपत करते हैं।
• यह रिले बहुत तेज प्रतिक्रिया, उच्च विश्वसनीयता, सटीकता और लंबे जीवन देता है और यह शॉकप्रूफ है।
• इसमें कोई थर्मल स्टोरेज परेशानी शामिल नहीं है
• इस प्रकार का रिले i/p सिग्नल को बढ़ाता है जो उनकी संवेदनशीलता को बढ़ाता है।
• अवांछित ट्रिपिंग की संभावना कम है।
• इन रिले में झटके के लिए अधिकतम प्रतिरोध होता है, इसलिए ये भूकंप संभावित क्षेत्रों में आसानी से काम कर सकते हैं।
• इसे कम रखरखाव की जरूरत है।
• इसका बहुत ही त्वरित प्रतिक्रिया समय है।
• इस प्रकार के रिले झटके और कंपन को प्रतिरोध देते हैं।
• इसमें बहुत जल्दी रीसेट करने का समय होता है।
• यह बहुत लंबी अवधि के लिए काम करता है
• यह बहुत कम बिजली की खपत करता है और द्वितीयक डीसी आपूर्ति से बिजली खींचता है

स्थैतिक रिले के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इस रिले में उपयोग किए जाने वाले घटक इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के लिए बेहद प्रतिक्रियाशील होते हैं, जिसका अर्थ है कि आवेशित वस्तुओं के बीच अप्रत्याशित इलेक्ट्रॉन प्रवाह होता है। इसलिए, घटकों के लिए विशेष रखरखाव आवश्यक है ताकि यह इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को प्रभावित न करे।
• यह रिले हाई वोल्टेज सर्ज से आसानी से प्रभावित होता है। इसलिए, वोल्टेज स्पाइक्स के दौरान क्षति से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।
• रिले काम कर रहा है मुख्य रूप से सर्किट में प्रयुक्त घटकों पर निर्भर करता है।
• इस रिले में कम ओवरलोडिंग क्षमता है।
• विद्युत चुम्बकीय रिले की तुलना में, यह रिले बेहद महंगा है।
• यह रिले निर्माण केवल आसपास के हस्तक्षेप से प्रभावित होता है।
• ये वोल्टेज ट्रांजिस्टर के लिए उत्तरदायी हैं।
• इन रिले में उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक उपकरणों की विशेषताओं जैसे डायोड, ट्रांजिस्टर आदि तापमान और उम्र बढ़ने से बदलते हैं।
• इन रिले की विश्वसनीयता मुख्य रूप से कई छोटे घटकों और उनके कनेक्शन पर निर्भर करती है।
• इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की तुलना में इन रिले में कम समय की अधिभार क्षमता होती है।
• घटकों की उम्र बढ़ने के कारण इस रिले का संचालन केवल प्रभावित हो सकता है।
• यह रिले ऑपरेशन गति घटक की यांत्रिक जड़ता द्वारा सीमित है।
• ये वाणिज्यिक उद्देश्यों के लिए लागू नहीं हैं।

अनुप्रयोग

स्थैतिक रिले के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इन रिले का व्यापक रूप से दूरस्थ सुरक्षा के साथ EHV-A.C ट्रांसमिशन लाइनों की उच्च गति-आधारित सुरक्षा प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।
• इनका उपयोग अर्थ फॉल्ट और ओवरक्रैक प्रोटेक्शन सिस्टम में भी किया जाता है।
• इनका उपयोग लंबे और मध्यम संचरण संरक्षण में किया जाता है।
• इसका उपयोग समानांतर फीडरों की सुरक्षा के लिए किया जाता है।
• यह यूनिट को बैकअप सुरक्षा देता है।
• इनका उपयोग इंटरकनेक्टेड और टी-कनेक्टेड लाइनों में किया जाता है।

इस प्रकार, यह सब के बारे में है एक स्थिर रिले का अवलोकन - अनुप्रयोगों के साथ काम करना। इन रिले को सॉलिड स्टेट स्विच भी कहा जाता है जिसका उपयोग डिवाइस के इनपुट टर्मिनलों पर बाहरी वोल्टेज की आपूर्ति दिए जाने के बाद चालू और बंद करके लोड को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। ये रिले सेमीकंडक्टर डिवाइस हैं जो इनपुट और आउटपुट स्विचिंग ऑपरेशन करने के लिए सॉलिड-स्टेट सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रिकल गुणों जैसे MOSFET, ट्रांजिस्टर और TRIAC का उपयोग करते हैं। यहां आपके लिए एक प्रश्न है, विद्युत चुम्बकीय रिले क्या है?