Σε αυτή τη σελίδα
Ένα ηλεκτρομηχανικό ρελέ (EMR) διακόπτει ένα κύκλωμα χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο για να μετακινήσει τις φυσικές επαφές. ΕΝΑ ρελέ στερεάς κατάστασης (SSR) διακόπτει ένα κύκλωμα ηλεκτρονικά χρησιμοποιώντας συσκευές ημιαγωγών όπως TRIAC, θυρίστορ, MOSFET ή IGBT, συνήθως με οπτική απομόνωση μεταξύ της εισόδου και της εξόδου.
Κανένας τύπος δεν είναι παγκοσμίως καλύτερος. Ένα EMR είναι συχνά η καλύτερη επιλογή όταν χρειάζεστε πολύ χαμηλή διαρροή εκτός κατάστασης, ορατή συμπεριφορά επαφής, ευρεία ευελιξία AC/DC και καλύτερη ανοχή σε σύντομες υπερφορτώσεις. Ένα SSR είναι συνήθως καλύτερο όταν χρειάζεστε αθόρυβη λειτουργία, πολύ υψηλή συχνότητα μεταγωγής, χωρίς αναπήδηση επαφής και μεγάλη διάρκεια ζωής σε επαναλαμβανόμενες εφαρμογές μεταγωγής, όπως ο έλεγχος θερμαντήρα.
Εάν χρειάζεστε πρώτα βασικό SSR φόντο, βλ Κατανόηση των ρελέ στερεάς κατάστασης (SSR). Αυτό το άρθρο εστιάζει στην απόφαση επιλογής μεταξύ EMR και SSR.
Από την άποψη των προτύπων, το σωστό πλαίσιο εξαρτάται από τη συσκευή και την εφαρμογή. Οι ηλεκτρομηχανικοί επαφές και οι εκκινητές κινητήρα αναφέρονται συνήθως στο IEC 60947-4-1. Οι συσκευές κυκλώματος ελέγχου και τα στοιχεία μεταγωγής συνδέονται με το IEC 60947-5-1. οι ελεγκτές κινητήρων ημιαγωγών και οι εκκινητές καλύπτονται από IEC 60947-4-2. και AC ελεγκτές/επαφές ημιαγωγών για φορτία μη κινητήρα καλύπτονται από IEC 60947-4-3. In Βιομηχανικά πάνελ Βόρειας Αμερικής, UL 508 και σχετικές απαιτήσεις προϊόντων/καταχώρισης μπορεί επίσης να είναι σχετικά. Χρησιμοποιείτε πάντα το πρότυπο και τη βαθμολογία που αναφέρονται στο πραγματικό φύλλο δεδομένων του προϊόντος.
EMR έναντι SSR Πίνακας γρήγορης σύγκρισης
| Παράγοντας επιλογής | Ηλεκτρομηχανικό ρελέ (EMR) | Ρελέ στερεάς κατάστασης (SSR) |
|---|---|---|
| Μέθοδος εναλλαγής | Οι μηχανικές επαφές κινούνται με ηλεκτρομαγνητικό πηνίο | Συσκευή εξόδου ημιαγωγών ελεγχόμενη ηλεκτρονικά |
| Κινούμενα μέρη | Ναι | Όχι |
| Ταχύτητα εναλλαγής | Πιο αργό, τυπικά περιορισμένο από μηχανική κίνηση | Ταχύτερη, συχνά κλάση μικροδευτερόλεπτου σε χιλιοστό του δευτερολέπτου ανάλογα με τη σχεδίαση |
| Ακουστικός θόρυβος | Ακουστικό κλικ | Αθόρυβο |
| Αναπήδηση επαφής | Δυνατό | Χωρίς μηχανική αναπήδηση |
| Ρεύμα διαρροής στην κατάσταση απενεργοποίησης (off-state) | Σχεδόν μηδέν μέσω ανοιχτών επαφών | Διαθέτει ρεύμα διαρροής εκτός κατάστασης |
| Απώλεια στο κράτος | Πολύ χαμηλή αντίσταση επαφής όταν είναι υγιής | Η πτώση τάσης ή η αντίσταση στη λειτουργία δημιουργεί θερμότητα |
| Απαγωγή θερμότητας | Συνήθως χαμηλότερη σε μεταγωγή χαμηλής κατανάλωσης | Συχνά χρειάζεται υποβάθμιση και βύθιση θερμότητας |
| Ανοχή υπερτάσεων/εισόδων | Συχνά πιο ανεκτικό σε σύντομες υπερφορτώσεις | Πιο ευαίσθητο σε υπέρταση και υπερένταση |
| Συμβατότητα φόρτωσης | Ευέλικτη, εάν η βαθμολογία επαφής ταιριάζει με AC/DC και τον τύπο φορτίου | Πρέπει να ταιριάζει με την έξοδο AC, την έξοδο DC, τον τύπο φορτίου και τη σχεδίαση θερμότητας προσεκτικά |
| Ηλεκτρική απομόνωση | Απομόνωση πηνίου σε επαφή | Η οπτική απομόνωση ή η απομόνωση μετασχηματιστή είναι συνηθισμένη |
| Λειτουργίες αποτυχίας | Φθορά επαφής, συγκόλληση επαφής, αστοχία πηνίου | Συχνά αποτυγχάνει όταν ο ημιαγωγός είναι κατεστραμμένος |
| Καλύτερη εφαρμογή | Γενικός έλεγχος, εναλλαγή, μεταγωγή χαμηλής συχνότητας | Συχνή εναλλαγή, αθόρυβος έλεγχος, εφαρμογές θέρμανσης/PID |
Τι είναι ένα Ηλεκτρομηχανικό Ρελέ;
Ένα ηλεκτρομηχανικό ρελέ είναι ένας διακόπτης που λειτουργεί ηλεκτρικά. Η πλευρά εισόδου του είναι ένα πηνίο. Όταν το πηνίο ενεργοποιείται, δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που τραβάει έναν οπλισμό και αλλάζει την κατάσταση μιας ή περισσότερων επαφών. Οι επαφές μπορεί να είναι κανονικά ανοιχτές (NO), κανονικά κλειστές (NC) ή επαφές αλλαγής.
Αυτή η απλή μηχανική δράση δίνει στα EMR αρκετές πρακτικές δυνάμεις:
- Οι ανοιχτές επαφές παρέχουν πολύ χαμηλό ρεύμα διαρροής
- το κύκλωμα εξόδου διαχωρίζεται φυσικά από το κύκλωμα πηνίου
- ένα ρελέ μπορεί να προσφέρει πολλαπλές φόρμες επικοινωνίας
- Τα φορτία AC και DC μπορούν συχνά να εναλλάσσονται από το ίδιο σετ επαφών, εάν η βαθμολογία είναι κατάλληλη
- Οι τεχνικοί μπορούν συχνά να ακούσουν ή να αισθανθούν το ρελέ να λειτουργεί κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων
Όμως ο ίδιος μηχανικός σχεδιασμός δημιουργεί και όρια. Οι επαφές φθείρονται, αναπηδούν, τόξο, οξειδώνονται και μπορεί να συγκολληθούν υπό υπερφόρτωση ή επαγωγική μεταγωγή. Το πηνίο καταναλώνει ρεύμα και μπορεί να παράγει θερμότητα. Η ταχύτητα εναλλαγής περιορίζεται από κινούμενα μέρη.
Για γενικό πλαίσιο αναμετάδοσης, βλ Επαφές vs Ρελέ.
What Is a Solid State Relay?
Ένα ρελέ στερεάς κατάστασης εκτελεί την ίδια βασική λειτουργία μεταγωγής χωρίς μηχανικές επαφές. Το σήμα εισόδου οδηγεί μια εσωτερική βαθμίδα απομόνωσης, συνήθως οπτική σύζευξη, και ο ημιαγωγός εξόδου αλλάζει το φορτίο.
Οι κοινές τεχνολογίες εξόδου SSR περιλαμβάνουν:
- Έξοδος TRIAC για φορτία AC
- Έξοδος SCR / θυρίστορ για φορτία AC, συχνά σε SSR υψηλότερης ισχύος
- Έξοδος MOSFET για φορτία DC ή μεταγωγή χαμηλής τάσης
- Έξοδος IGBT σε ορισμένες εφαρμογές υψηλότερης τάσης DC ή ελέγχου ισχύος
Επειδή δεν υπάρχουν κινούμενες επαφές, οι SSR είναι αθόρυβοι και δεν υποφέρουν από μηχανική αναπήδηση επαφής. Είναι ελκυστικά για εφαρμογές συχνής μεταγωγής, ειδικά όπου ένα μηχανικό ρελέ θα φθαρεί γρήγορα.
Ωστόσο, ένα SSR δεν είναι η τέλεια ηλεκτρονική έκδοση ενός EMR. Έχει ρεύμα διαρροής εκτός κατάστασης, απώλεια θερμότητας σε κατάσταση κατάστασης, περιορισμούς υπερτάσεων και αυστηρότερες απαιτήσεις τύπου φορτίου. Η επιλογή SSR είναι πιο κοντά στην επιλογή ενός ημιαγωγού ισχύος παρά στην επιλογή μιας απλής επαφής.
Πώς λειτουργούν διαφορετικά τα EMR και SSR
EMR διαδρομή μεταγωγής
In και EMR, το ρεύμα φορτίου ρέει μέσω φυσικών μεταλλικών επαφών. Όταν οι επαφές είναι ανοιχτές, το διάκενο αέρα παρέχει διαχωρισμό. Όταν οι επαφές κλείνουν, το ρεύμα ρέει μέσα από τις επιφάνειες επαφής.
Αυτό δίνει σε ένα EMR μια πολύ καθαρή κατάσταση εκτός λειτουργίας, αλλά σημαίνει επίσης ότι οι επαφές απορροφούν την πίεση εναλλαγής. Επαγωγικά φορτία όπως πηνία, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, μικροί κινητήρες και πηνία επαφής μπορούν να δημιουργήσουν τόξα και μεταβατικές τάσεις κατά τη μεταγωγή.
SSR διαδρομή μεταγωγής
In και SSR, το ρεύμα φορτίου ρέει μέσω μιας συσκευής ημιαγωγών. Η έξοδος δεν γίνεται ποτέ μηχανικό διάκενο αέρα. Όταν είναι απενεργοποιημένος, ο ημιαγωγός μπλοκάρει το ρεύμα αλλά εξακολουθεί να επιτρέπει ένα μικρό ρεύμα διαρροής. Όταν είναι ενεργοποιημένος, ο ημιαγωγός έχει πτώση τάσης ή αντίσταση, παράγοντας θερμότητα.
Για τα SSR AC, οι τύποι μηδενικού σταυρού εναλλάσσονται κοντά στη μηδενική διέλευση κυματομορφής AC, η οποία συμβάλλει στη μείωση του ηλεκτρικού θορύβου για φορτία αντίστασης. Οι SSR με τυχαία ενεργοποίηση αλλάζουν χωρίς να περιμένουν για μηδενική διέλευση και χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται έλεγχος φάσης ή ακριβής χρονισμός. Για τα SSR DC, τα σχέδια που βασίζονται σε MOSFET είναι κοινά και η πολικότητα ή ο αποκλεισμός αμφίδρομης κατεύθυνσης πρέπει να ελέγχονται προσεκτικά.
Η μεταγωγή μηδενικού σταυρού είναι χρήσιμη, αλλά δεν αποτελεί καθολικό πλεονέκτημα. Για εξαιρετικά επαγωγικά φορτία όπως μετασχηματιστές, μεγάλα πηνία ή ορισμένα κυκλώματα που σχετίζονται με τον κινητήρα, το ρεύμα και η τάση δεν βρίσκονται σε φάση. Ένα μηδενικό σταυρό SSR που επιλέγεται μόνο επειδή είναι «πιο αθόρυβο» μπορεί να δημιουργήσει απροσδόκητη εισβολή, άγχος ενεργοποίησης ή κακή συμπεριφορά εναλλαγής. Για επαγωγικά φορτία, ελέγξτε εάν ο κατασκευαστής προτείνει μηδενικά σταυρωμένα, τυχαία δίκτυα ενεργοποίησης, απενεργοποίηση δικτύων, καταστολή υπερτάσεων ή διαφορετική συσκευή μεταγωγής.
Πλεονεκτήματα των Ηλεκτρομηχανικών Ρελέ
1. Πολύ χαμηλή διαρροή εκτός κατάστασης
Όταν μια επαφή EMR είναι ανοιχτή και υγιής, η πλευρά του φορτίου είναι φυσικά διαχωρισμένη. Αυτό καθιστά τα EMR χρήσιμα όπου το ρεύμα διαρροής θα μπορούσε να προκαλέσει προβλήματα, όπως μικρές πιλοτικές λυχνίες, είσοδοι PLC, κυκλώματα υψηλής σύνθετης αντίστασης ή φορτία που πρέπει πραγματικά να απενεργοποιηθούν.
2. Καλή σύντομη ανοχή υπερφόρτωσης
Οι μηχανικές επαφές μπορούν συχνά να ανεχθούν σύντομα συμβάντα εισροής ή υπερτάσεων καλύτερα από μια μικρού μεγέθους έξοδο ημιαγωγών. Αυτό δεν σημαίνει ότι τα EMR μπορούν να αγνοήσουν τις αξιολογήσεις επαφών, αλλά εξηγεί γιατί τα EMR εξακολουθούν να είναι κοινά στα κυκλώματα γενικού ελέγχου.
3. Ευέλικτες φόρμες επικοινωνίας
Τα EMR μπορούν να παρέχουν επαφές SPST, SPDT, DPDT και πολλαπλών πόλων. Ένα μόνο πηνίο μπορεί να αλλάξει πολλαπλά απομονωμένα κυκλώματα, κάτι που είναι χρήσιμο για αλληλασφάλιση, ανάδραση κατάστασης και έλεγχο μικτής τάσης.
4. Εύκολη αντιμετώπιση προβλημάτων πεδίου
Οι τεχνικοί μπορούν συχνά να ακούσουν το κλικ, να μετρήσουν την τάση του πηνίου και να δοκιμάσουν τη συνέχεια της επαφής. Αυτό καθιστά τους EMR απλούς σε πολλά περιβάλλοντα συντήρησης.
Μειονεκτήματα των Ηλεκτρομηχανικών Ρελέ
1. Φθορά επαφής και τόξο
Κάθε λειτουργία δημιουργεί μηχανική και ηλεκτρική καταπόνηση. Η εναλλαγή επαγωγικών φορτίων χωρίς την κατάλληλη καταστολή μπορεί να προκαλέσει διάτρηση επαφής, συσσώρευση άνθρακα ή συγκόλληση με επαφή.
2. Αναπήδηση επαφής
Όταν οι επαφές κλείνουν, μπορεί να αναπηδήσουν για λίγο πριν τακτοποιηθούν. Αυτό μπορεί να έχει σημασία σε κυκλώματα μέτρησης, παλμού ή λογικής.
3. Περιορισμένη συχνότητα μεταγωγής
Για μεταγωγή υψηλής συχνότητας, τα μηχανικά μέρη γίνονται ο περιοριστικός παράγοντας. Η επαναλαμβανόμενη λειτουργία μειώνει επίσης τη μηχανική και ηλεκτρική ζωή.
4. Ακουστικός θόρυβος
Το κλικ είναι χρήσιμο για την αντιμετώπιση προβλημάτων, αλλά ανεπιθύμητο σε αθόρυβο εξοπλισμό, γραφεία, εργαστήρια ή μηχανήματα ευαίσθητα στον θόρυβο.
Πλεονεκτήματα των ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης
1. Χωρίς μηχανική φθορά
Ένα SSR δεν έχει κινούμενες επαφές. In συχνές εφαρμογές εναλλαγής, αυτός είναι συχνά ο ισχυρότερος λόγος για να επιλέξετε το SSR.
2. Γρήγορη και αθόρυβη εναλλαγή
Η εναλλαγή SSR είναι ηλεκτρονική, αθόρυβη και χωρίς αναπήδηση. Αυτό είναι χρήσιμο στον έλεγχο θερμαντήρα, στον εξοπλισμό ημιαγωγών, στις μηχανές συσκευασίας και σε εφαρμογές με συχνούς κύκλους ενεργοποίησης/απενεργοποίησης.
3. Καλή εφαρμογή για τον έλεγχο θερμαντήρα PID
Οι ελεγκτές θερμοκρασίας συχνά αλλάζουν θερμάστρες πολλές φορές ανά λεπτό. Ένα EMR μπορεί να φθείρεται γρήγορα σε αυτόν τον ρόλο, ενώ ένα κατάλληλα θερμαντικοποιημένο SSR μπορεί να χειριστεί το συχνό ποδήλατο.
4. Χαμηλότερο ρεύμα κίνησης εισόδου σε πολλά συστήματα ελέγχου
Πολλές είσοδοι SSR μπορούν να οδηγηθούν απευθείας από εξόδους ελέγχου χαμηλής ισχύος, αν και η απαιτούμενη τάση και ρεύμα εισόδου πρέπει να ταιριάζουν με τον ελεγκτή.
Μειονεκτήματα των ηλεκτρονόμων στερεάς κατάστασης
1. Ρεύμα διαρροής εκτός κατάστασης
Μια SSR δεν είναι μια τέλεια ανοιχτή επαφή. Έχει ρεύμα διαρροής σε κατάσταση εκτός λειτουργίας. Αυτό μπορεί να διατηρήσει τα μικρά φορτία να λάμπουν, να μπερδέψει τις εισόδους υψηλής σύνθετης αντίστασης ή να δημιουργήσει μια μετρήσιμη τάση στην πλευρά του φορτίου ακόμα και όταν το SSR είναι απενεργοποιημένο.
Εάν ένα φορτίο πρέπει να είναι πλήρως απομονωμένο με σχεδόν μηδενική διαρροή, μπορεί να απαιτείται EMR, επαφέας ή μηχανική αποσύνδεση.
2. Παραγωγή θερμότητας και μείωση
Οι SSR διαχέουν τη θερμότητα κατά τη λειτουργία. Τα AC Τα SSR έχουν συνήθως πτώση τάσης εξόδου, ενώ τα DC MOSFET SSR έχουν αντίσταση. Σε υψηλότερο ρεύμα, αυτή η θερμότητα γίνεται μείζον ζήτημα σχεδιασμού.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα φύλλα δεδομένων SSR περιλαμβάνουν ψύκτρα, θερμική αντίσταση, θερμοκρασία περιβάλλοντος και καμπύλες μείωσης. Η τοποθέτηση ενός SSR χωρίς σωστή απαγωγή θερμότητας είναι μία από τις πιο κοινές αιτίες πρόωρης αστοχίας.
3. Ευαισθησία υπερτάσεων και βραχυκυκλώματος
Οι ημιαγωγοί μπορεί να αποτύχουν γρήγορα υπό συνθήκες υπέρτασης, υπερβολικού ρεύματος ή υψηλής εισροής. Ο σωστός συντονισμός ασφαλειών, η καταστολή υπερτάσεων και η αντιστοίχιση φορτίου είναι απαραίτητα.
4. Η αποτυχία εμφανίζεται συχνά ως σύντομο
Μια κατεστραμμένη συσκευή εξόδου SSR ενδέχεται να μην βραχυκυκλωθεί. In από πρακτικούς όρους, το φορτίο μπορεί να παραμείνει ενεργοποιημένο ακόμα και όταν η εντολή εισαγωγής είναι απενεργοποιημένη. Για απομόνωση που σχετίζεται με την ασφάλεια, τα SSR δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως υποκατάστατο της μηχανικής απομόνωσης, εκτός εάν η πλήρης αρχιτεκτονική ασφάλειας έχει σχεδιαστεί και εγκριθεί για το σκοπό αυτό.
Οι πίνακες ελέγχου μηχανημάτων In, τα πρότυπα όπως το IEC/EN 60204-1 εστιάζουν σε μεγάλο βαθμό στη σωστή αποσύνδεση τροφοδοσίας, στην πρόληψη απροσδόκητης εκκίνησης, στην προστατευτική συγκόλληση και στην επαλήθευση. Μια έξοδος ημιαγωγών μπορεί να αποτελεί μέρος μιας λειτουργίας ελέγχου, αλλά δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως η μοναδική ηλεκτρική συσκευή απομόνωσης για κλείδωμα, συντήρηση ή ασφάλεια προσωπικού. Όταν απαιτείται απομόνωση, χρησιμοποιήστε μια σωστά ονομαστική διάταξη μηχανικής αποσύνδεσης ή απομόνωσης στην αρχιτεκτονική ασφαλείας.
Ο τύπος φορτίου έχει μεγαλύτερη σημασία από τον τύπο του ρελέ
Το σωστό ρελέ εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το φορτίο.
| Τύπος φορτίου | EMR fit | SSR fit | Σημείωση επιλογής |
|---|---|---|---|
| Ωμική θέρμανση | Καλή | Εξαιρετικό για συχνή ποδηλασία | Το SSR προτιμάται συχνά για έλεγχο θερμοκρασίας PID |
| Λάμπα πιλότου ή μικρό φορτίο σήματος | Καλή | Μπορεί να επηρεαστεί από ρεύμα διαρροής | Ελέγξτε το ελάχιστο φορτίο και τη διαρροή |
| Πηνίο επαφής / ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα | Καλό με την καταστολή | Πιθανό, αλλά ο τύπος εξόδου και η προστασία από υπερτάσεις έχουν σημασία | Το επαγωγικό λάκτισμα πρέπει να ελέγχεται |
| Μικρός κινητήρας | Πιθανό εάν αξιολογηθεί | Χρησιμοποιήστε προσεκτικά. η εισβολή και η επαγωγική συμπεριφορά έχουν σημασία | Εξετάστε τον επαφέα ή τον εκκινητή κινητήρα για κυκλώματα ισχύος |
| Εναλλαγή εισόδου PLC | Καλή | Πιθανό, αλλά η διαρροή μπορεί να προκαλέσει ψευδές σήμα | Αντιστοιχίστε τον τύπο εισόδου και το όριο |
| Διακοπή υψηλής συχνότητας | Κακή έως μέτρια | Ισχυρό | Το SSR αποφεύγει τη μηχανική φθορά |
| Απομόνωση ασφαλείας | Συνήθως προτιμάται η μηχανική συσκευή | Συνήθως δεν χρησιμοποιείται μόνο του | SSR η διαρροή και η λειτουργία βραχυκύκλωσης αστοχίας πρέπει να ληφθούν υπόψη |
Εάν το ρελέ οδηγεί πηνία επαφέα, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες ή βοηθητικά στοιχεία ελέγχου κινητήρα, η καταστολή και η λειτουργία επαφής αποτελούν μέρος της επιλογής και όχι εκ των υστέρων. Ο οδηγός ελέγχου κινητήρα του VIOX εξηγεί πώς οι επαφές, τα ρελέ υπερφόρτωσης και οι προστατευτικές συσκευές μοιράζουν την εργασία σε ένα κύκλωμα κινητήρα: Πώς να επιλέξετε ρελέ ισχύος (contactors), θερμικά ρελέ υπερφόρτωσης και αυτόματους διακόπτες για την ισχύ κινητήρων. Για μεταβατική προστασία πηνίου, βλ Πώς να Επιλέξετε τον Κατάλληλο Απαγωγέα Υπέρτασης για Επαφείς.
Πρότυπα και βαθμολογίες που πρέπει να ελέγξετε πριν από τη σύγκριση EMR και SSR
Τα πρότυπα δεν λένε απλώς «EMR είναι καλύτερο» ή «SSR είναι καλύτερο». Καθορίζουν τον τρόπο δοκιμής, επισήμανσης και εφαρμογής μιας συσκευής. Το πρακτικό σημείο είναι να συγκρίνετε το ρελέ με τη σωστή οικογένεια συσκευών και το σωστό φορτίο.
| Περιοχή | Σχετική τυπική οικογένεια ή πλαίσιο | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|---|
| Ηλεκτρομηχανικοί επαφές και εκκινητήρες κινητήρα | IEC 60947-4-1 | Η λειτουργία του κινητήρα και του επαφέα διαφέρει από την απλή μεταγωγή με αντίσταση |
| Ρελέ ελέγχου και συσκευές κυκλώματος ελέγχου | IEC 60947-5-1 | Βοηθά στον καθορισμό της συμπεριφοράς και των χαρακτηρισμών μεταγωγής κυκλώματος ελέγχου |
| Ελεγκτές και εκκινητές κινητήρων ημιαγωγών | IEC 60947-4-2 | Σχετικό όταν οι συσκευές ημιαγωγών ελέγχουν κυκλώματα κινητήρα AC |
| Ελεγκτές/επαφές ημιαγωγών για φορτία χωρίς κινητήρα AC | IEC 60947-4-3 | Σχετικό για έλεγχο ισχύος παρόμοιο με SSR θερμαντήρες και άλλα φορτία AC |
| Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός μηχανημάτων | IEC/EN 60204-1 | Σημαντικό για την αποσύνδεση τροφοδοσίας, την απομόνωση ασφαλείας και την αποφυγή απροσδόκητης εκκίνησης |
| Βορειοαμερικανικός εξοπλισμός βιομηχανικού ελέγχου | UL 508 και σχετικές απαιτήσεις καταχώρισης | Σημαντικό για την έγκριση πάνελ και την καταλληλότητα εξαρτημάτων σε έργα με προσανατολισμό UL |
Για τους αγοραστές, το μάθημα είναι απλό: συγκρίνετε την εκτυπωμένη βαθμολογία ρελέ με την κατηγορία πραγματικού φορτίου. Ένα ρελέ που φαίνεται κατάλληλο μόνο από το ρεύμα μπορεί να είναι ακατάλληλο όταν εξεταστεί η λειτουργία μεταγωγής, η θερμότητα, η διαρροή, η προστασία από βραχυκύκλωμα ή η απομόνωση ασφαλείας.
AC SSR εναντίον DC SSR: Μην τα ανακατεύετε
Ένα από τα πιο συνηθισμένα λάθη επιλογής SSR είναι η υπόθεση ότι μια έξοδος SSR είναι καθολική.
Ένα AC SSR συχνά χρησιμοποιεί συσκευές εξόδου TRIAC ή SCR. Έχει σχεδιαστεί για φορτία AC και μπορεί να βασίζεται στην AC κυματομορφή που διασχίζει το μηδέν για να απενεργοποιηθεί. Δεν είναι κατάλληλο για εναλλαγή φορτίου DC εκτός εάν το αναφέρει ρητά το φύλλο δεδομένων.
A DC SSR συχνά χρησιμοποιεί MOSFET ή IGBT. Πρέπει να επιλεγεί για DC τάση, ρεύμα, πολικότητα και μερικές φορές αμφίδρομη φραγή. Ορισμένοι DC SSR είναι ευαίσθητοι στην πολικότητα. Άλλοι χρησιμοποιούν back-to-back ρυθμίσεις MOSFET για αμφίδρομο μπλοκάρισμα.
Η ετικέτα "SSR" σας λέει μόνο την τεχνολογία μεταγωγής. Δεν σας λέει εάν η έξοδος είναι κατάλληλη για AC, DC, φορτία αντίστασης, επαγωγικά φορτία ή φορτία κινητήρα.
Λειτουργίες αποτυχίας: Τι πρέπει να περιμένουν οι ομάδες συντήρησης
| Σύμπτωμα | EMR πιθανή αιτία | SSR πιθανή αιτία |
|---|---|---|
| Το φορτίο παραμένει ενεργοποιημένο όταν η εντολή είναι απενεργοποιημένη | Συγκολλημένες επαφές | Ο ημιαγωγός εξόδου απέτυχε βραχυπρόθεσμα, η διαρροή προκαλεί σύγχυση σε μικρό φορτίο |
| Το φορτίο δεν ενεργοποιείται | Αστοχία πηνίου, ζημιά επαφής, σπασμένος μηχανισμός | Βλάβη κυκλώματος εισόδου, ανοιχτός ημιαγωγός εξόδου, θερμική βλάβη |
| Διακοπτόμενη λειτουργία | Οξείδωση επαφής, ασθενής τάση πηνίου, δόνηση | Υπερθερμοκρασία, οριακό σήμα εισόδου, παροδική βλάβη |
| Το σήμα ελέγχου είναι παρόν αλλά η έξοδος είναι ασταθής | Αναπήδηση επαφής ή μηχανική φλυαρία | Λάθος τύπος SSR, διαρροή, θερμότητα ή ασυμβατότητα φορτίου |
| Η συσκευή λειτουργεί ζεστά | Πρόβλημα με πηνίο ή υπερφόρτωση επαφής | Μικρό μέγεθος SSR, λείπει ψύκτρα, κακή υποβάθμιση |
Αυτή η προβολή πεδίου είναι σημαντική επειδή η αντικατάσταση ενός EMR με ένα SSR μπορεί να αλλάξει τη συμπεριφορά αστοχίας του μηχανήματος. Το SSR μπορεί να επιλύει τη μηχανική φθορά, αλλά να δημιουργεί προβλήματα διαρροής ή θερμότητας.
Πότε πρέπει να επιλέξετε ένα EMR;
Επιλέξτε ένα ηλεκτρομηχανικό ρελέ όταν:
- η συχνότητα μεταγωγής είναι χαμηλή ή μέτρια
- Η διαρροή εκτός κατάστασης πρέπει να είναι σχεδόν μηδενική
- απαιτούνται πολλαπλές απομονωμένες επαφές
- το φορτίο μπορεί να περιλαμβάνει σύντομα συμβάντα εισροής ή υπερτάσεων
- Οι τεχνικοί πεδίου χρειάζονται εύκολη δοκιμή συνέχειας
- η ευαισθησία στο κόστος είναι υψηλή
- το κύκλωμα απαιτεί μια οικεία συμπεριφορά επαφής NO/NC/changeover
Τα EMR εξακολουθούν να είναι ισχυρές επιλογές για γενικούς πίνακες ελέγχου, αλληλασφάλιση, σηματοδότηση, κυκλώματα συναγερμού και πολλές εξόδους ρελέ χρονοδιακόπτη. Για εφαρμογές χρονισμού, βλ Ρελέ έναντι χρονοδιακόπτη και Πώς να επιλέξετε ένα ρελέ χρονοδιακόπτη.
Πότε πρέπει να επιλέξετε ένα SSR;
Επιλέξτε ένα ρελέ στερεάς κατάστασης όταν:
- η συχνότητα μεταγωγής είναι υψηλή
- απαιτείται αθόρυβη λειτουργία
- η αναπήδηση επαφής δεν είναι ανεκτή
- το φορτίο είναι κυρίως ωμικό, όπως θερμαντήρες
- το σύστημα ελέγχου χρησιμοποιεί συχνό ποδήλατο on/off
- Η μεγάλη μηχανική ζωή είναι πιο σημαντική από τη χαμηλότερη διαρροή εκτός κατάστασης
- Η κατάλληλη βύθιση θερμότητας και προστασία μπορούν να σχεδιαστούν στον πίνακα
Η επιλογή SSR θα πρέπει πάντα να περιλαμβάνει τον θερμικό υπολογισμό, τον τύπο φορτίου, το ρεύμα εισόδου, το ρεύμα διαρροής, τον τύπο εξόδου, την προστασία από υπερτάσεις και την προστασία από βραχυκύκλωμα.
Συνήθη λάθη επιλογής EMR εναντίον SSR
Λάθος 1: Επιλέγοντας το SSR επειδή ακούγεται πιο προηγμένο
Το SSR δεν είναι αυτόματα καλύτερο. Εάν η εφαρμογή χρειάζεται αληθινές ανοιχτές επαφές, υψηλή ανοχή υπερτάσεων ή απλή δοκιμή πεδίου, το EMR μπορεί να είναι πιο πρακτικό.
Λάθος 2: Παράβλεψη ρεύματος διαρροής SSR
Το ρεύμα διαρροής μπορεί να κρατήσει τις μικρές λάμπες αναμμένες ή να προκαλέσει λανθασμένη ανάγνωση των εισόδων PLC. Να συγκρίνετε πάντα το ρεύμα διαρροής SSR με το φορτίο ή το κατώφλι εισόδου.
Λάθος 3: Ξεχάστε τη διάχυση θερμότητας SSR
Ένα SSR που είναι ηλεκτρικά ονομαστικό για το ρεύμα μπορεί να εξακολουθεί να αποτυγχάνει εάν είναι τοποθετημένο χωρίς την απαιτούμενη ψύκτρα, ροή αέρα ή μείωση.
In ένα κοινό σενάριο δημιουργίας πάνελ, ένα SSR που λειτουργεί κατά τη διάρκεια μιας σύντομης δοκιμής πάγκου αποτυγχάνει αργότερα μέσα σε ένα συμπαγές ντουλάπι επειδή η θερμοκρασία του περιβλήματος είναι πολύ υψηλότερη από τον πάγκο του εργαστηρίου. Η τρέχουσα βαθμολογία της πινακίδας δεν ήταν το πραγματικό πρόβλημα. ο έλεγχος υποβάθμισης που έλειπε ήταν. Για τους πίνακες ελέγχου του θερμαντήρα, να διαβάζετε πάντα την καμπύλη μείωσης SSR στην αναμενόμενη θερμοκρασία του ντουλαπιού και να επαληθεύετε την επιφάνεια στερέωσης της ψύκτρας.
Λάθος 4: Χρήση επαφών EMR για συχνή ανακύκλωση του θερμαντήρα
Ένα μηχανικό ρελέ που χρησιμοποιείται για γρήγορο έλεγχο θερμοκρασίας μπορεί να φθαρεί γρήγορα. Το SSR είναι συχνά καλύτερο για συχνή εναλλαγή θερμαντήρα, εάν η θερμική σχεδίαση είναι σωστή.
Λάθος 5: Εναλλαγή επαγωγικών φορτίων χωρίς καταστολή
Τόσο τα EMR όσο και τα SSR χρειάζονται προστασία από επαγωγικά μεταβατικά. Τα EMR μπορεί να υποστούν τόξο επαφής. Οι SSR ενδέχεται να υποστούν υπέρταση ημιαγωγών.
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν αντικαθιστάτε ένα EMR με ένα SSR. Η παλιά επαφή του ρελέ μπορεί να έχει ανεχθεί περιστασιακή ανάκρουση ή εισβολή πηνίου για χρόνια. η έξοδος του νέου ημιαγωγού μπορεί να αποτύχει πολύ πιο γρήγορα εάν δεν ελέγχεται η ίδια παροδική ενέργεια.
Λάθος 6: Αντιμετώπιση του SSR ως συσκευής απομόνωσης ασφαλείας
Ένα SSR έχει ρεύμα διαρροής και μπορεί να αποτύχει. Εάν απαιτείται μόνωση ασφάλειας ή συντήρησης προσωπικού, χρησιμοποιήστε μια κατάλληλα διαβαθμισμένη διάταξη μηχανικής απομόνωσης ή αρχιτεκτονική ασφαλείας.
Λάθος 7: Χρήση μηδενικών SSR για λάθος φορτίο
Τα μηδενικά SSR είναι συχνά εξαιρετικά για θερμαντήρες με αντίσταση, αλλά δεν είναι αυτόματα η σωστή επιλογή για μετασχηματιστές, μεγάλα επαγωγικά φορτία ή εφαρμογές ευαίσθητες στη φάση. Όταν το ρεύμα φορτίου υστερεί σε σχέση με την τάση, η συμπεριφορά μεταγωγής μπορεί να είναι διαφορετική από αυτή που προτείνει η απλή εξήγηση «ενεργοποίηση στην τάση μηδέν».
Λίστα ελέγχου επιλογής
Πριν επιλέξετε EMR ή SSR, ελέγξτε:
| Έλεγχος | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|
| Τύπος φορτίου | Αντιστατικό, επαγωγικό, χωρητικό, κινητήρας, θερμάστρα, σήμα |
| Έξοδος AC ή DC | Ο τύπος εξόδου SSR πρέπει να ταιριάζει με τον τύπο ρεύματος φορτίου |
| Φόρτωση ρεύματος και εισροής | Προσδιορίζει την ικανότητα επαφής ή την τάση ημιαγωγού |
| Συχνότητα μεταγωγής | Ευνοίες υψηλής συχνότητας SSR; Η χαμηλή συχνότητα ταιριάζει συχνά στο EMR |
| Ανοχή ρεύματος διαρροής | Σημαντικό για μικρά φορτία και εισόδους PLC |
| Απαγωγή θερμότητας | Κρίσιμο για την τρέχουσα βαθμολογία και τη διάρκεια ζωής SSR |
| Καταστολή κύματος | Απαιτείται για πηνία, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, κινητήρες και κυκλώματα επιρρεπή σε μεταβατικά ρεύματα |
| Απαίτηση λειτουργίας αποτυχίας | Τα EMR και SSR αποτυγχάνουν διαφορετικά |
| Φόρμα επικοινωνίας | Το EMR μπορεί να παρέχει εύκολα επαφές NO/NC/changeover |
| Απομόνωση ασφαλείας | Συνήθως απαιτείται συσκευή μηχανικής απομόνωσης |
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Είναι ένα SSR καλύτερο από ένα ηλεκτρομηχανικό ρελέ;
Όχι πάντα. Τα SSR είναι καλύτερα για αθόρυβη, γρήγορη και συχνή εναλλαγή. Τα EMR είναι συχνά καλύτερα όταν χρειάζεστε σχεδόν μηδενική διαρροή, πολλαπλές φόρμες επαφής, ανοχή υπέρτασης ή απλή αντιμετώπιση προβλημάτων.
Ένα SSR απενεργοποιεί εντελώς το φορτίο;
Όχι με τον ίδιο τρόπο όπως μια ανοιχτή μηχανική επαφή. Τα SSR έχουν ρεύμα διαρροής εκτός κατάστασης, επομένως τα μικρά φορτία ή οι είσοδοι υψηλής σύνθετης αντίστασης ενδέχεται να εξακολουθούν να βλέπουν τάση ή ρεύμα.
Γιατί ένα SSR χρειάζεται ψύκτρα;
Ένα SSR παράγει θερμότητα επειδή η έξοδος ημιαγωγών του έχει πτώση τάσης ή αντίσταση. Σε υψηλότερο ρεύμα, αυτή η θερμότητα πρέπει να αφαιρείται μέσω ψύκτρας, πλάκας στερέωσης ή κατάλληλης μείωσης.
Μπορώ να αντικαταστήσω ένα EMR με ένα SSR απευθείας;
Μόνο αφού ελέγξετε τον τύπο εξόδου, το ρεύμα φορτίου, το ρεύμα εισόδου, το ρεύμα διαρροής, την απαγωγή θερμότητας, την τάση ελέγχου και τη λειτουργία αστοχίας. Μια συσκευή συμβατή με pin ή συμβατή με τάση μπορεί να εξακολουθεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά.
Ποιο ρελέ είναι καλύτερο για τον έλεγχο του θερμαντήρα;
Για συχνή εναλλαγή θερμαντήρα, το SSR προτιμάται συχνά επειδή δεν έχει φθορά επαφής και μπορεί να αλλάζει αθόρυβα. Η βύθιση θερμότητας και η μείωση του ρεύματος φορτίου πρέπει να εξακολουθούν να είναι σωστές.
Ποιο ρελέ είναι καλύτερο για σήματα εισόδου PLC;
Οι επαφές EMR είναι συχνά πιο απλές όταν η είσοδος πρέπει να δει μια πραγματική στεγνή επαφή. Οι έξοδοι SSR μπορούν να λειτουργήσουν, αλλά το ρεύμα διαρροής και το όριο εισόδου πρέπει να ελεγχθούν.
Τι συμβαίνει όταν ένα SSR αποτυγχάνει;
Πολλές αποτυχίες SSR εμφανίζονται ως βραχυκυκλωμένη έξοδος, που σημαίνει ότι το φορτίο μπορεί να παραμείνει ενεργό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι SSR δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται ως η μόνη συσκευή απομόνωσης για συντήρηση ή κρίσιμη για την ασφάλεια απενεργοποίηση.
Μπορούν τα SSR να αλλάξουν κινητήρες;
Ορισμένοι SSR μπορούν να αλλάξουν φορτία κινητήρα εάν ονομάζονται ειδικά για αυτήν την εργασία, αλλά πρέπει να ληφθούν υπόψη η εισροή κινητήρα και η επαγωγική τάση. Για πολλά κυκλώματα κινητήρα, οι επαφές, τα ρελέ υπερφόρτωσης, οι εκκινητές κινητήρα ή οι ειδικοί μαλακοί εκκινητήρες είναι πιο κατάλληλοι.
Περίληψη
Η απόφαση EMR εναντίον SSR δεν είναι ζήτημα αναβάθμισης τεχνολογίας. Είναι μια ερώτηση που ταιριάζει στην εφαρμογή.
Επιλέγω EMR όταν χρειάζεστε χαμηλή διαρροή, μηχανικές επαφές, πολλαπλές φόρμες επαφής, ανοχή υπερτάσεων και εύκολη αντιμετώπιση προβλημάτων πεδίου.
Επιλέγω SSR όταν χρειάζεστε αθόρυβη λειτουργία, υψηλή συχνότητα μεταγωγής, χωρίς αναπήδηση επαφής και μεγάλη διάρκεια ζωής σε επαναλαμβανόμενες εφαρμογές μεταγωγής, ειδικά έλεγχος θερμαντήρα με αντίσταση.
Για εφαρμογές πίνακα ελέγχου VIOX, η ασφαλέστερη μέθοδος επιλογής είναι να ξεκινήσετε με τον τύπο φορτίου, τη συχνότητα μεταγωγής, την ανοχή διαρροής, τη θερμική σχεδίαση και τη λειτουργία αστοχίας. Στη συνέχεια, επιλέξτε EMR ή SSR με βάση την πραγματική συμπεριφορά του κυκλώματος, όχι την υπόθεση ότι μια τεχνολογία είναι πάντα καλύτερη.
Πηγές που χρησιμοποιήθηκαν
- Αρχή λειτουργίας ρελέ και κατασκευή ηλεκτρομηχανικού ρελέ
- Λειτουργία ρελέ στερεάς κατάστασης, χαρακτηριστικά, μεταγωγή μηδενικού σταυρού και παράμετροι
- Επισκόπηση στατικού ρελέ και αντίθεση με ηλεκτρομηχανικά ρελέ
- IEC 60204-1 πεδίο εφαρμογής και πλαίσιο ηλεκτρικού εξοπλισμού μηχανημάτων
- IEC κατηγορίες χρήσης και IEC 60947 τυπικό οικογενειακό πλαίσιο
