رله های حالت جامد (SSR) به طور فزاینده ای در صنایع مختلف از جمله پلاستیک، بسته بندی، مواد غذایی و آشامیدنی، HVAC، نیمه هادی ها، انرژی های تجدیدپذیر و سنتی، نفت و گاز، حمل و نقل، چاپ، آزمایشگاه ها، کوره ها و کوره ها، روشنایی، پزشکی و کنترل حرکت استفاده می شوند. SSR ها اغلب برای جایگزینی رله های الکترومغناطیسی (EMR) استفاده می شوند زیرا قطعات متحرک ندارند و عمر مفید بالایی دارند. علاوه بر این، به دلیل وجود قوس بر روی سطح تماس، در معرض فرسایش تماسی و تداخل الکتریکی نخواهند بود.
با توجه به پیکربندی های متعدد رله های حالت جامد که می توانند انواع مختلفی از بارها را تحمل کنند، طراحان باید بدانند که چگونه رله های حالت جامد را برای برآورده کردن کاربرد مورد نظر خود انتخاب کنند. این امر به ویژه در کاربردهای صنعتی مانند کنترل بارهای القایی مانند موتورها، پمپ های آب و فن ها مشهود است که به انواع مختلفی از رله ها نسبت به کاربردهای گرمایش و روشنایی نیاز دارند، زیرا بارهای مقاومتی هستند.
در این مقاله به طور خلاصه بحث خواهیم کرد که چرا SSR یک انتخاب عالی برای اتوماسیون صنعتی و کارخانه ای است. سپس با به عنوان مثال از دستگاه های کارلو گاوازی، هدف، ویژگی ها و نحوه انتخاب این دستگاه ها برای کاربردها معرفی شد.
چرا از SSR استفاده کنیم؟
سیستمهای اتوماسیون صنعتی و کارخانهای برای برآورده کردن الزامات به تابلویی با ویژگیهای زیر نیاز دارند: هزینه کم، قابلیت اطمینان بالا، زمان فعالسازی سریع و بدون لرزش یا قوس تماسی، حداقل تداخل الکترومغناطیسی (EMI)، مقاومت در برابر محیطهای سخت و مقاومت قوی در برابر شوک و لرزش مکانیکی. SSR از دستگاه های نیمه هادی برای جایگزینی آرمیچر و کنتاکت رله های مکانیکی در عملیات سوئیچ استفاده می کند، بنابراین این الزامات را برآورده می کند. SSR به دلیل ماهیت کاملاً محصور خود دارای ویژگی های مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر لرزش، مقاومت در برابر رطوبت، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و مقاومت در برابر گرد و غبار است. بنابراین دستگاه دارای طول عمر بالا و قابلیت اطمینان بالایی می باشد.
بنابراین، هنگام انتخاب یک SSR برای یک برنامه کاربردی، لازم است بار کنترل شده و ویژگی های اساسی SSR را درک کنید تا الزامات برنامه با مشخصات رله مطابقت داشته باشد.
کنترل SSR و مشخصات بار
SSR را می توان با استفاده از ولتاژ کنترل AC یا DC کنترل کرد. کنترل های DC از ولتاژ پایین، معمولاً 4 ولت تا 32 ولت استفاده می کنند. همچنین می توانند از حلقه های جریان 4 تا 20 میلی آمپر یا ورودی های آنالوگ 1 ولت تا 10 ولت استفاده کنند. محدوده ولتاژ مورد استفاده برای کنترل ارتباطات 24 VAC تا 275 VAC است.
بارهای SSR می توانند AC یا DC باشند. حداکثر ولتاژ بار AC SSR تا 690 VAC با جریان متناوب نامی 125 A است. درجه DC 500 VDC و 100 A است.
نوع بار الکتریکی
بارهای الکتریکی بر اساس مشخصات الکتریکی اصلی آنها طبقه بندی می شوند. موتورها، فن ها و پمپ ها همگی بارهای القایی هستند. جریان بار و ولتاژ همگام نیستند و جریان از ولتاژ عقب است. بارهای القایی با ایجاد یک پتانسیل ولتاژ برگشتی به نام نیروی الکتروموتور برگشتی (EMF) با تغییرات جریان بار خود مقابله می کنند. رله های حالت جامد که با بارهای القایی استفاده می شوند باید بتوانند این ولتاژها را تحمل کنند.
تجهیزاتی مانند بخاری، اجاق گاز، اجاق برقی، خشک کن و وسایل روشنایی متعلق به بارهای مقاومتی هستند. ولتاژ و جریان بارهای مقاومتی در فاز هستند.
بارهای خازنی می توانند تغییرات ولتاژ بار را تحمل کنند. جریان و ولتاژ در بارهای خازنی با هم هماهنگ نیستند و جریان هدایت کننده ولتاژ است. اکثر منابع تغذیه حالت سوئیچ و برخی از وسایل پزشکی (مانند دفیبریلاتورها) دارای بار خازنی هستند. هنگامی که ولتاژ برای اولین بار به یک بار خازنی اعمال می شود، امپدانس آن بسیار کم است و در نتیجه جریان موج زیادی ایجاد می کند.
ویژگی های هر بار، نوع SSR مورد نیاز برای کنترل بار را تعیین می کند.