Giải thích rờ le bán dẫn SSR, công dụng và sự khác nhau
Solid State Relay là gì?
Solid State relay hay SSR là một rơ le không có tiếp điểm chuyển động. Về hoạt động, SSR không khác lắm so với rơ le cơ học có tiếp điểm chuyển động. Tuy nhiên, SSR sử dụng các phần tử chuyển mạch bán dẫn, chẳng hạn như thyristor, triac, điốt và bóng bán dẫn.
Cấu trúc và nguyên lý hoạt động
Cấu trúc của SSR
SSR bao gồm các thành phần như hình bên dưới:
- Mạch ngõ vào (input)
- Bộ phận ghép quang
- Mạch ngõ ra (output)
Nguyên lý hoạt động SSR
SSR sử dụng các mạch điện tử để truyền tín hiệu, hoạt động như sau:
Khi mạch ngõ vào (công tắc) được BẬT.
Dòng điện chạy đến các mạch đầu vào, bộ ghép quang hoạt động và tín hiệu điện được chuyển đến mạch kích hoạt trong các mạch đầu ra. Phần tử chuyển mạch trong mạch đầu ra BẬT.
Khi phần tử chuyển mạch BẬT, dòng tải chạy và đèn BẬT.
Khi mạch ngõ vào (công tắc) được TẮT.
Bộ ghép quang TẮT, mạch kích hoạt trong các mạch đầu ra sẽ TẮT, mạch này sẽ TẮT phần tử chuyển mạch.
Khi phần tử chuyển mạch TẮT, đèn sẽ tắt
Đặc trưng của Solid State Relay
- SSR là rơ le sử dụng phần tử chuyển mạch bán dẫn. Chúng sử dụng chất bán dẫn quang học được gọi là bộ ghép quang để cách ly tín hiệu đầu vào và đầu ra.
- Bộ ghép quang thay đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và chuyển tiếp tín hiệu trong không gian, do đó cô lập hoàn toàn phần đầu vào và đầu ra trong khi chuyển tiếp tín hiệu ở tốc độ cao.
- Ngoài ra, SSR bao gồm các thành phần điện tử không có tiếp điểm cơ học. Do đó, SSR có nhiều tính năng mà rơ le cơ học không kết hợp được.
- Đặc điểm lớn nhất của SSR là SSR không sử dụng các tiếp điểm chuyển mạch cơ học sẽ bị hao mòn về mặt vật lý.
Rơ le cơ học và SSR
| Rơ le cơ học | SSR | |
|---|---|---|
| Đặc điểm | Nhỏ gọn Nhỏ gọn hơn SSR khi điều khiển cùng một công suất tải. Cho phép giảm kích thước của rơ le nhiều cực. … |
Cho phép chuyển đổi tốc độ cao và tần số cao. Không giới hạn số lần thao tác chuyển mạch. Bao gồm chất bán dẫn, do đó không có sự hao mòn tiếp xúc do chuyển mạch. Chức năng Zero Cross. Không có tiếng ồn hoạt động. Vân vân. |
| Cảnh báo | Số lượng hoạt động chuyển mạch hạn chế. Điều này là do chuyển mạch cơ học dẫn đến xói mòn tiếp xúc. … |
Các biện pháp tản nhiệt là cần thiết. Điều này là do quá trình tự sinh nhiệt lớn hơn do tổn hao chất bán dẫn so với rơle điện từ cơ học … |
Phương pháp điều khiển SSR
Điều khiển BẬT / TẮT
Điều khiển BẬT / TẮT là một dạng điều khiển trong đó máy sưởi được BẬT và TẮT bằng cách BẬT và TẮT SSR để đáp ứng các tín hiệu đầu ra điện áp từ bộ điều khiển nhiệt độ.
Loại điều khiển tương tự cũng có thể thực hiện được với rơ le điện từ, nhưng phải sử dụng SSR để điều khiển lò sưởi nếu nó được BẬT và TẮT trong khoảng thời gian vài giây trong khoảng thời gian vài năm.
không gây tiếng ồn và không cần bảo trì.
Điều khiển pha (Một pha)
Với điều khiển pha, đầu ra được thay đổi sau mỗi nửa chu kỳ để đáp ứng với các tín hiệu đầu ra hiện tại trong phạm vi 4 đến 20 mA từ bộ điều khiển nhiệt độ. Sử dụng hình thức điều khiển này, có thể điều khiển nhiệt độ chính xác cao và được sử dụng rộng rãi với thiết bị bán dẫn
Tuổi thọ của bộ gia nhiệt được tăng lên
Điều khiển chu kỳ tối ưu
Nguyên tắc cơ bản được sử dụng để điều khiển chu kỳ tối ưu là điều khiển “Zero Cross”, xác định trạng thái BẬT / TẮT mỗi nửa chu kỳ. Một dạng sóng khớp chính xác với thời gian đầu ra trung bình là đầu ra.
Có thể hoạt động ít tiếng ồn với phản hồi tốc độ cao.
Điều khiển chu kỳ
Với điều khiển chu kỳ, điện áp đầu ra được BẬT / TẮT ở khoảng thời gian cố định 0,2 giây. Điều khiển được thực hiện theo đầu ra hiện tại từ bộ điều khiển nhiệt độ trong phạm vi 4 đến 20 mA
Các biện pháp phòng ngừa để kiểm soát chu trình
Với điều khiển chu kỳ, dòng điện khởi động chạy năm lần mỗi giây (vì chu kỳ điều khiển là 0,2 s). Với tải máy biến áp, các sự cố sau có thể xảy ra do dòng khởi động lớn (xấp xỉ 10 lần dòng định mức) và có thể không điều khiển được công suất ở phía sơ cấp của máy biến áp.
- SSR có thể bị phá hủy nếu không có đủ thời gian trong xếp hạng SSR.
- Cầu dao trên mạch tải có thể bị TRIP
