در سیستم های اتوماسیون صنعتی مدرن و سیستم های کنترل هوشمند ، رله های حالت جامد (SSR) ، به عنوان یک دستگاه سوئیچینگ کارآمد غیر کنسوت ، به دلیل عملکرد عالی و طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی ، به بخشی ضروری از سیستم های کنترل الکترونیکی تبدیل شده اند.این مقاله با هدف تجزیه و تحلیل جزئیات ، مزایا و محدودیت های رله های حالت جامد ، سناریوهای کاربردی و همچنین انواع مختلف SSR ها و تفاوت های آنها در برنامه های عملی انجام شده است.
1. تعریف و تجزیه و تحلیل مشخصه رله های حالت جامد
رله حالت جامد (SSR برای کوتاه) یک دستگاه سوئیچینگ بدون تماس است که از دستگاه های نیمه هادی برای دستیابی به عملکردهای کنترل سوئیچ استفاده می کند.در مقایسه با رله های مکانیکی سنتی ، SSR از فناوری جداسازی فوتوالکتریک برای دستیابی به انزوا بین ورودی و خروجی استفاده می کند و از این طریق یک روش کنترل ایمن تر و مطمئن تر را ارائه می دهد.SSR تک فاز استاندارد شامل دو پایانه کنترل ورودی و دو پایانه خروجی است که می تواند پس از دریافت سیگنال DC یا پالس به سرعت از حالت خارج به حالت تغییر کند تا بتواند مدار بار را کنترل کند.
مزایای اصلی SSR عبارتند از: قابلیت اطمینان کارآمد ، عمر طولانی ، پاسخ سریع ، بدون سر و صدا و بدون جرقه ، تداخل الکترومغناطیسی ، توانایی ضد مداخله قوی ، اندازه کوچک و مقاومت در برابر شوک و لرزش.علاوه بر این ، SSR همچنین با مدارهای مختلف منطقی (مانند TTL ، DTL ، HTL و غیره) سازگار است و می تواند بارهای بزرگ جریان را با سیگنال های کنترل ریز هدایت کند.با این حال ، SSR همچنین محدودیت هایی دارد ، از جمله افت ولتاژ در جریان نشت حالت ، خارج از کشور ، عدم توانایی در مورد AC و DC ، تعداد محدودی از گروه های تماس و حساسیت به ولتاژ بیش از حد.
2. زمینه های برنامه رله های حالت جامد
رله های حالت جامد به دلیل عملکرد عالی آنها در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است.SSR نقش مهمی در لوازم جانبی رایانه ، گرمایش کوره برقی و سیستم های ترموستاتیک ، ابزار ماشین CNC ، سیستم های کنترل از راه دور و تجهیزات اتوماسیون صنعتی دارد.علاوه بر این ، از آن در چراغ های سیگنال ، فلشرها ، سیستم های کنترل روشنایی مرحله ، ابزار دقیق ، تجهیزات پزشکی ، دستگاه های کپی ، ماشین لباسشویی اتوماتیک ، سیستم های محافظت خودکار آتش و سیستم های امنیتی و سایر زمینه ها نیز استفاده می شود.در محیط هایی که نیاز به انفجار ، ضد رطوبت و ضد خوردگی مانند صنعت شیمیایی و صنعت معدن زغال سنگ دارند ، SSR همچنین مزایای منحصر به فرد خود را نشان می دهد.
3. طبقه بندی و ویژگی های رله های حالت جامد
رله های حالت جامد با توجه به استانداردهای مختلف طبقه بندی می توانند به انواع مختلفی تقسیم شوند.از منظر روشهای سوئیچینگ ، SSR عمدتاً به نوع هدایت صفر ولتاژ (نوع عبور صفر) و نوع هدایت تصادفی (نوع تصادفی) تقسیم می شود.SSR با عبور صفر عمدتاً برای کنترل روشن/خاموش مدارهای بار استفاده می شود ، در حالی که SSR تصادفی به طور گسترده ای در شرایطی که به تنظیم ولتاژ هلی کوپتر مورد نیاز است استفاده می شود.از منظر عناصر سوئیچینگ خروجی ، SSR را می توان به نوع خروجی تریستور دو طرفه و نوع ضد موازی یک طرفه تریستور تقسیم کرد.علاوه بر این ، بسته به روش نصب ، SSR را می توان برای تخته های مدار چاپی و نوع دستگاه ثابت در صفحه پایه فلزی به نوع پین تقسیم کرد.حالت دوم معمولاً توسط یک سینک گرما خنک می شود.طراحی انتهای ورودی نیز متفاوت است ، از جمله نوع منبع جریان ثابت ورودی و نوع محدود کننده مقاومت سری.
4- تفاوت در کاربردهای بین نوع عبور صفر و نوع تصادفی SSR
تفاوتهای آشکاری در توابع و برنامه های کاربردی بین نوع صفر عبور و نوع تصادفی SSR وجود دارد.SSR با عبور صفر عمدتاً برای تحقق کنترل روشن/خاموش مدار بار ، مشابه عملکرد یک رله سنتی طراحی شده است.SSR تصادفی عمدتاً برای عملیات تنظیم ولتاژ هلی کوپتر استفاده می شود و برای مواردی مناسب است که تنظیم ولتاژ ریز مورد نیاز است.لازم به ذکر است که برای اینکه SSR تصادفی عملکرد تنظیم ولتاژ را تحقق بخشد ، سیگنال کنترل آن باید با شبکه برق هماهنگ شود و لبه در حال افزایش می تواند در محدوده 0 -180 درجه تغییر کند.متفاوت از SSR صفر ، شکل موج ولتاژ تولید شده توسط SSR تصادفی در خروجی یک موج سینوسی با زاویه گمشده است که منجر به درجه خاصی از آلودگی شبکه و مشکلات نویز می شود.
به طور خلاصه ، رله های حالت جامد با مزایای منحصر به فرد و طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی ، به بخشی ضروری از سیستم های کنترل الکترونیکی مدرن تبدیل شده اند.با درک عمیق از اصل کار ، طبقه بندی و تفاوت کاربرد SSR ، مهندسان و تکنسین ها می توانند SSR را به طور مؤثر انتخاب و اعمال کنند تا نیازهای کنترل موارد مختلف را برآورده سازد.