في أنظمة الأتمتة الصناعية الحديثة والتحكم الذكي ، أصبحت مرحلات الحالة الصلبة (SSR) ، كجهاز تبديل فعال غير الاتصال ، جزءًا لا غنى عنه من أنظمة التحكم الإلكترونية بسبب أدائها الممتاز ومجموعة واسعة من التطبيقات.تهدف هذه المقالة إلى تحليل بالتفصيل تعريف ومزايا وقيود مرحلات الحالة الصلبة ، وسيناريوهات التطبيق ، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من SSRs واختلافاتها في التطبيقات العملية.
1. التعريف والتحليل المميز لمرحلات الحالة الصلبة
ترحيل الحالة الصلبة (SSR لفترة قصيرة) هو جهاز تبديل بدون اتصال يستخدم أجهزة أشباه الموصلات لتحقيق وظائف التحكم في التبديل.بالمقارنة مع المرحلات الميكانيكية التقليدية ، يستخدم SSR تقنية العزل الكهروضوئية لتحقيق العزلة بين المدخلات والمخرجات ، وبالتالي توفير طريقة تحكم أكثر أمانًا وأكثر موثوقية.يتضمن SSR من المرحلة الواحدة القياسية محطتين للتحكم في الإدخال ومحطتين إخراجين ، والتي يمكن أن تتغير بسرعة من خارج الحالة إلى الحالة بعد تلقي إشارة DC أو النبض للتحكم في دائرة الحمل.
تشمل المزايا الرئيسية لـ SSR ما يلي: موثوقية عالية التشغيل ، والحياة الطويلة ، والاستجابة السريعة ، ولا ضوضاء ولا سباركس ، ولا تداخل كهرومغناطيسي ، وقدرة قوية لمكافحة التداخل ، وصغر حجمها ، ومقاومة الصدمة والاهتزاز.بالإضافة إلى ذلك ، فإن SSR متوافق أيضًا مع دوائر المنطق المختلفة (مثل TTL ، DTL ، HTL ، إلخ) ويمكنه قيادة أحمال تيار كبيرة مع إشارات تحكم صغيرة.ومع ذلك ، فإن SSR لديها أيضًا بعض القيود ، بما في ذلك انخفاض الجهد في تيار التسرب خارج الولاية ، وعدم القدرة على تطبيقه على كل من AC و DC ، وعدد محدود من مجموعات الاتصال ، والحساسية على التيار الزائد والتجديد.
2. حقول التطبيقات من مرحلات الحالة الصلبة
تم استخدام مرحلات الحالة الصلبة على نطاق واسع في العديد من المجالات بسبب أدائها الممتاز.تلعب SSR دورًا رئيسيًا في الأجهزة الطرفية للكمبيوتر ، وتسخين الأفران الكهربائية والأنظمة الحرارية ، وأدوات الآلات CNC ، وأنظمة التحكم عن بُعد ومعدات الأتمتة الصناعية.بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه أيضًا في مصابيح الإشارة ، وميض ، وأنظمة التحكم في إضاءة المرحلة ، والأجهزة ، والمعدات الطبية ، والنسخ ، والغسالات التلقائية ، وأنظمة الحماية التلقائية للحرائق وأنظمة الأمان وغيرها من الحقول.في البيئات التي تتطلب مقاومة للانفجار ، ومقاومة للرطوبة ، ومضادة للتآكل ، مثل الصناعة الكيميائية وصناعة تعدين الفحم ، تُظهر SSR أيضًا مزاياها الفريدة.
3. تصنيف وخصائص مرحلات الحالة الصلبة
يمكن تقسيم مرحلات الحالة الصلبة إلى أنواع كثيرة وفقًا لمعايير التصنيف المختلفة.من منظور طرق التبديل ، يتم تقسيم SSR بشكل أساسي إلى نوع توصيل الجهد الصفري (نوع التعاقد الصفري) ونوع التوصيل العشوائي (النوع العشوائي).يستخدم SSR الصفر بشكل أساسي للتحكم في/إيقاف تشغيل دوائر الحمل ، في حين يستخدم SSR العشوائي على نطاق واسع في المواقف التي يلزم تنظيم الجهد الجهد.من منظور عناصر تبديل الإخراج ، يمكن تقسيم SSR إلى نوع إخراج ثايرستور ثنائي الاتجاه ونوع ثايرستور مضاد للموازين في اتجاه واحد.بالإضافة إلى ذلك ، بناءً على طريقة التثبيت ، يمكن تقسيم SSR إلى نوع دبوس في لوحات الدوائر المطبوعة ونوع الجهاز ثابتًا على لوحة القاعدة المعدنية.عادة ما يحتاج الأخير إلى تبريدها بواسطة بالوعة الحرارة.يختلف تصميم نهاية الإدخال أيضًا ، بما في ذلك نوع المصدر الحالي للإدخال الواسع النطاق ونوع الحد من التيار المقاوم.
4. الاختلافات في الاستخدامات بين نوع التعاقد الصفر والنوع العشوائي SSR
هناك اختلافات واضحة في الوظائف والتطبيقات بين نوع التعاقد الصفري ونوع عشوائي SSR.تم تصميم SSR الصفر الصفر بشكل رئيسي لتحقيق/إيقاف التحكم في دائرة الحمل ، على غرار وظيفة التتابع التقليدي.يستخدم SSR العشوائي بشكل أساسي لعمليات تنظيم الجهد المروحية وهو مناسب للمناسبات التي يلزم تعديل الجهد الدقيق.تجدر الإشارة إلى أنه من أجل إدراك SSR العشوائي وظيفة تنظيم الجهد ، يجب مزامنة إشارة التحكم الخاصة بها مع شبكة الطاقة ، ويمكن أن تتغير الحافة الصاعدة في حدود 0 ° -180 °.يختلف عن SSR الصفر ، الشكل الموجي الجهد الناتج عن SSR العشوائي في الناتج هو موجة الجيوب الأنفية مع زاوية مفقودة ، مما يؤدي إلى درجة معينة من تلوث الشبكة ومشاكل الضوضاء.
خلاصة القول ، أصبحت مرحلات الحالة الصلبة جزءًا لا غنى عنه من أنظمة التحكم الإلكترونية الحديثة مع مزاياه الفريدة ومجموعة واسعة من التطبيقات.من خلال الفهم المتعمق لمبدأ العمل والتصنيف والاختلافات في التطبيقات في SSR ، يمكن للمهندسين والفنيين اختيار وتطبيق SSR بشكل أكثر فعالية لتلبية احتياجات التحكم في المناسبات المختلفة.