沟通固态继电器在自动控制系统中的应用.docx

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1、沟通固态继电器在自动控制系统中的应用huanglj导语：分析了沟通固态继电器的构造与工作原理，阐述了固态继电器的特点，并介绍了几个沟通固态继电器在自动控制系统中的应用实例。摘要：固态继电器是20世纪70年代新兴的电子元器件，由于它的无触点特性，使其在电气领域得到了日益广泛的应用。分析了沟通固态继电器的构造与工作原理，阐述了固态继电器的特点，并介绍了几个沟通固态继电器在自动控制系统中的应用实例。关键词：沟通固态继电器；工作原理；自动控制系统；正反转ApplicationofACSolidStateRelayinAutomaticControlSystemJIAChangpengNo104Team

2、ofCoalGeologicalBureauofInnerMongolia，Chifeng024000，ChinaAbstract：ThesolidstaterelaySSRiSthenewdevelopingelectronicdevicesandcomponentsintheseventiesofthe20thcenturyIthadbeenusedwidelydaybydayinelectricfieldforitscontactlesscharacteristicthestmctureandprincipleoftheACsolidstaterelayACSSRareanalyzedT

3、hecharacteristicofSSRiSstated。andseveralapplicationexamplesofACSSRinautomaticcontrolsystemareintroducedKeywords：ACsolidstateretayACSSR；principle；automaticcontrolsystem；positiveandnegativegoingmotion固态继电器SSR是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件如开关三极管、双向可控硅等半导体器件的开关特性，可到达无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关。它问世于

4、20世纪70年代。由于它的无触点工作特性，使其在很多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。1沟通固态继电器的构造与工作原理沟通固态继电器可分为过零输出和非过零随机输出2种类型，下面以过零输出型为例介绍沟通固态继电器的构造与工作原理。过零输出型沟通固态继电器的内部电路原理图如图1所示。固态继电器由三局部组成：输入电路、隔离耦合电路和输出电路。在输入电路控制端参加信号后，IC1光电耦合器内光敏三极管呈导通状态，R1串接电阻对输入信号进展限流，以保证光耦合器不致损坏。LED发光二极管指示输入端控制信号，VD1可防止当输入信号正负极性接反时以保护光耦IC1。V1在线路中起到沟通电压检测作用，使

5、固态继电器在电压过零时开启、负载电流过零时关断。当IC1光敏三极管截止时控制端无信号输入时，V1通过R2获得基极电流使之饱和导通，进而使SCR可控硅门极触发电压被箝在低电位而处于关断状态，最终导致BTA双向可控硅在门极控制端R6上无触发脉冲而处于关断状态。当IC1光敏三极管导通时控制端有信号输入时，SCR可控硅的工作状态由沟通电压零点检测三极管V1来确定其工作状态。如电源电压经R2与R3分压，A处电压大于过零电压时，V1处于饱和导通状态，SCR、BTA可控硅都处于关断状态。如电源电压经R2与R3分压，A处电压小于过零电压时，V1处于截止状态，SCA可控硅通过R4获得触发信号而导通，进而使BTA

6、在R6上也获得触发信号而呈导通状态，对负载电源进展关断控制。如此时控制端信号关断后，负载电流也随之减小至BTA双向可控硅的维持电流时可自行关断，切断负载电源。沟通过零型固态继电器，因有其电压过零时开启、负载电流过零时关断的特性，它的最大接通、关断时间是半个电源周期，在负载上可得到一个完好的正弦波形，也相应地减少了对负载的冲击。而在相应的控制回路中产生的射频干扰也大大减少。过零型与随机型的工作波形如图2所示。2固态继电器的特点1输入控制电压低314V，驱动电流小315mA，输入控制电压与TTL、DTL、HTL电平兼容，直流或者脉冲电压均能作输入控制电压；2输出与输入之间采用光电隔离，可实如今以弱

7、控强的同时，做到强电与弱电完全隔离，两局部之间的平安绝缘电压大于2kV，符合国际电气标准；3输出无触点、无噪音、无火花、开关速度快；4输出局部内部一般含有RC过压吸收电路，以防止瞬间过压而损坏固态继电器；5有多种规格可选择：输入有电阻限流直流、恒流直流和沟通等类型。输出有直流输出方式和沟通输出方式。输出额定电压有220380V沟通电压及30180V直流电压。沟通输出中有过零触发型和非过零触发型随机型；6过零触发型固态继电器对外界的干扰非常小；7采用环氧树脂全灌封装，具有防尘、耐湿、寿命长等优点。3沟通固态继电器在自控系统中的应用实例1多组输出电路多组输出电路如图3所示。当输人为“0时。三极管B

8、G截止，SSRl、SSR2、SSR3的输入端无输入电压，各自的输出端断开；当输人为“1时，三极管BG导通，SSRl、SSR2、SSR3的输人端有输入电压，各自的输出端接通，因此到达了由一个输入端口控制多个输出端“通、“断的目的。2单刀双掷控制电路单刀双掷控制电路如图4所示。当输人为“0时，三极管BG截止，SSRl输入端无输入电压，输出端断开，此时A点电压加到SSR2的输入端上应使SSR,输出端可靠接通，SSR2的输出端接通。当输人为“1时，三极管BG导通，SSR。输入端有输入电压，输出端接通，此时A点虽有电压，但的电压值已不能使SSR2的输出端接通而处于断开状态，因此到达了“单刀双掷控制电路的

9、功能。值得留意的是，选择稳压二极管DW的稳压值时，应保证在导通的SSR1“+端的电压不会使SSR2导通，同时又要兼顾到SSR1截止时“+端的电压能使SSR2导通。3温度控制电路由单片机和沟通固态继电器控制的温度控制电路如图5所示。该电路采用周波控制法，调节负载功率而到达调节温度的目的。调功原理为：设电网连接N个完好的正弦波周期为一个控制周期T，那么T=Nf式中f电网频率，Hz。设在设定的周期T内控制加到SSR输入端的nnN个完好的正弦波周期数，那么负载功率式中U电网电压有效值；Rs负载有效电阻。可见，只要控制在设定周期T内的周波数n，就可调节负载的功率。或反过来讲，可根据不同的功率要求，导算出

10、n，将n转换成时间，作为的定时设定，每当T0溢出，在中断效劳程序中由P10来控制SSR的导通和截止，就可在设定的周期内控制加载到电热器上的定额周期的正弦波，到达调控温度的目的。4单相沟通电动机正反转控制电路单相沟通电动机的正反转控制电路如图6所示。电路中开关S分别置于“I、“位置时，电机分别为正转和反转。图中M为单相沟通电动机，RC串联组成外加吸收电路，RV为氧化锌压敏电阻，起过电压保护作用。该电路工作效果的好坏，关键在于ACSSR额定电压的选取。由电路中运行电容C回路的工作特点可知，当ACSSR1或者ACSSR2中任何一个关断时，关断SSR输出端的电压约为沟通电源电压的2倍。因此在选用SSR

11、额定电压时，应大于电源电压的2倍，换向时间也必须有30ms以上的延时。5计算机控制的三相沟通电动机正反转控制电路计算机控制三相沟通电动机正反转控制电路如图7所示。图中采用了4个与非门，用2个信号通道分别控制电动机的起动、停顿和正转、反转。当改变电动机转动方向时，给出指令信号的顺序应是“停顿一反转一起动或者“停顿一正转一起动。延时电路的最小延时不小于15个沟通电源周期。其中RD。、RD2、RD3为熔断器。当电机允许时，可以在R一R4位置接入限流电阻，以防止当万一两线间的任意2只继电器均误接通时，限制产生的半周线间短路电流不超过继电器所能承受的浪涌电流，进而防止烧毁继电器等事故，确保平安性；但副作用是正常工作时电阻上将产生压降和功耗。该电路建议采用额定电压为66OV或者更高一点的SSR产品。参考文献：1钱金川，金林升固态继电器简介J机床电器，20044：58592王昌华固态继电器及其应用J西北电力技术，加o45：49523王月姣，朱家驹固态继电器在单片机测控系统中的应用J中南民族大学学报，2o053：5153，604胡鹏程沟通固态继电器及其在电机可逆运转中的应用J电工技术，200o5：33350