رله حالت جامد از جمله سوئیچ‌های برق صنعتی است که از نوع الکترونیکی می‌باشد. این رله بسته به مدلی که خریداری می‌شود؛ می‌تواند عملیات سوئیچینگ را روی بارهای AC و DC انجام دهد. سیگنال ورودی این رله می‌تواند یک سیگنال با ولتاژ پایین باشد و در مقابل یک بار بزرگ را راه اندازی یا متوقف کند. اگرچه که در یک رله الکتریکی ما از دو المان بوبین (Coil) و کنتاکت های (NC, NO) بهره می‌بریم؛ اما در رله حالت جامد به سراغ دو المان الکتریکی با عنوان ترایاک (Triac) و اپتوکوپلر (Optocoupler) می‌رویم. استفاده از SSR به نسبت رله‌های EMR دارای مزایایی است که کم و بیش همه از آن مطلع‌اند. اما خوب است بدانید که در برخی مواقع و در بعضی پروژه‌ها، معایب این رله‌ها مشخص و سبب استفاده ما از همان رله‌های EMR یا رله الکترومکانیکی می‌شود. در این مقاله قصد داریم تا به معرفی کامل این معایب پرداخته و در نهایت به روش آسان تست رله SSR بپردازیم. انجام این تست سبب می‌شود تا از کارایی رله اطمینان یابیم. به ما همراه باشید.
معایب رله های حالت جامد یا SSR چیست؟
در مقدمه اشاره کردیم که رله‌های حالت جامد از ادوات الکترونیکی استفاده می‌کنند که این عامل خود باعث مزایا و معایبی برای رله‌های SSR است که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:
1- تولید حرارت در حین کار
رله‌های حالت جامد از فناوری مشابه خانواده دیودها برای عملیات سوئیچینگ استفاده می‌کنند. همین مسئله سبب ایجاد گرما در عملکرد آنها می‌شود. اگرچه در توان‌های مصرفی پایین این مسئله جدی تلقی نمی‌شود؛ اما در توان‌های بالا می‌تواند منجر به استهلاک رله، سوختگی و یا آتش سوزی شود. بر همین اساس به نسبت افزایش توان مصرفی، از هیت سینک و فن استفاده می‌شود.
2- وجود جریان نشتی در زمان خاموشی
رله‌های SSR بر خلاف رله‌های EMR در زمانی که خاموش هستند (یعنی عمل سوئیچینگ انجام نمی‌شود یا باری متصل نیست) دارای جریان نشتی در حد میکرو آمپر می‌باشند. این در حالی است که رله‌های الکترومکانیکال در زمان قطع هیچ جریان نشتی از خود عبور نمی‌دهند. پس باید در نظر داشت که چنانچه مصرف کننده شما نسبت به جریان‌های نشتی حساس است؛ استفاده از این رله توصیه نمی‌شود.
3- عدم توانایی سوئیچینگ در جریان‌های پایین
رله‌های SSR بر اساس مشخصات فنی قطعات داخلی آنها برای محدوده خاصی از جریان برای عملیات سوئیچینگ در نظر گرفته شده‌اند. در نتیجه، در خارج از این محدوده عملیاتی انجام نخواهد شد.
4- نمی‌توان برای هر دو نوع مدار استفاده کرد.
رله‌های حالت جامد بر اساس مدلی که خریداری می‌شوند؛ تنها برای کار با یک نوع مدار (AC یا DC) می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند. این در حالی است که فارغ از نوع جریان بوبین رله الکترومکانیکی شما می‌توانید هر نوع جریانی را به پایه‌های NO و NC رله متصل کنید تا در زمان قطع یا وصل رله مورد استفاده مدار قرار گیرد.
5- ایجاد نویز و هارمونیک
از آنجایی که رله‌های حالت جامد در حالت بی باری دارای جریان نشتی هستند و از طرفی تمامی عملیات سوئیچینگ آنها با استفاده از ادوات نیمه هادی‌های قدرت انجام می‌شود؛ مستعد ایجاد نویز و هارمونیک در طی عملیات سوئیچینگ هستند. بر همین اساس در هنگام نصب باید دقت شود تا آنها را در نزدیکی ادواتی که نسبت به نویز حساسیت دارند (مانند سنسورهای ابزار دقیق، PLC های حساس و ….) قرار ندهید.
6- نیاز به رعایت قطب بندی
در رله‌های الکترومکانیکال؛ نیازی به رعایت قطب‌ها در حالت جریان DCنمی‌باشد؛ اما این مسئله در خصوص رله‌های حالت جامد متفاوت بوده و چنانچه قطب بندی شما اشتباه باشد؛ رله عمل نخواهد کرد یا بار فعال نمی‌شود.
7- حساسیت نسبت به اتصال کوتاه
رله‌های حالت جامد با قطعات تماماً الکترونیکی کار می‌کنند. در نتیجه، طبیعتاً نسبت به اتصال کوتاه بسیار حساس بوده و عدم رعایت اصول صحیح سیم کشی و استفاده که منجر به خطای اتصال کوتاه در مدار نیز می‌باشد؛ سبب سوختن آن می‌شود.
8- احتمال روشن شدن در تغییرات شدید ولتاژ
در زمان‌هایی که نوسان و تغییر شدید ولتاژ وجود دارد؛ احتمال روشن شدن رله SSR وجود دارد. در نتیجه، چنانچه در مدار از محافظ ولتاژ استفاده نمی‌کنید؛ بهتر است رله را از مدار خارج و یا مدار را به طور کامل بی برق کنید.
9- عدم امکان هرگونه تعمیر
چنانچه به هر دلیلی که در ادامه به آن اشاره خواهیم کرد؛ SSR بسوزد یا خراب شود؛ با توجه به اینکه در یک فضای بسته با پوشش تماماً عایق قرار دارد؛ امکان هیچ گونه تعمیری وجود ندارد.
10- قیمت بالاتر نسبت به رله EMR
مزیت‌های بسیار رله‌های SSR نسبت به معایبی که دارند (بخصوص در بخش‌های صنعتی و اتوماسیونی) و فناوری جدیدتر بکار رفته در آنها؛ سبب شده است که قیمت بالاتری نسب به رله‌های EMR داشته باشند.
چرا SSR ها خراب می شوند؟
دلایل گوناگونی برای خراب شدن یا سوختن یک رله حالت جامد سالم وجود دارد:
1- عدم رعایت جریان مجاز در خروجی
با توجه به توان نامی و جریان بار که برای SSR در نظر گرفته شده است؛ نباید بیش از این توان از رله استفاده کرد. این عمل منجر به افزایش حرارت و در نتیجه آسیب دیدگی رله می‌شود. برای بارهای مقاومتی توصیه می‌کنیم که رله‌ای را انتخاب نمایید که جریان بار آن دستکم 30 الی 40 درصد بالاتر از جریان بار مقاومتی باشد. برای بار القایی نیز بهتر است جریان نامی رله دستکم 50 درصد بیشتر از جریان بار القایی باشد. به‌طور کلی هرچه جریان نامی رله SSR شما بالاتر از جریان نامی مصرفی باشد؛ به نفع شماست. برای اطمینان خاطر بیشتر می‌توانید از دستگاه‌های محافظ بار نیز استفاده نمایید.
2- ولتاژ Reversing
رعایت نشدن ولتاژ کاری در رله SSR چه در قسمت تحریک و چه در قسمت بار از جمله دلایل سوختن این رله است. مشکل اصلی این مسئله عاملی است با نام Reversing Voltage که در خروجی رله SSR وجود دارد. رله‌های حالت جامد تا محدوده خاصی قادر به تحمل این ولتاژ هستند و خارج از این محدوده، خواهند سوخت. چنانچه بار مصرفی SSR شما از نوع بارهای القایی است؛ بیشتر با این پدیده روبرو هستید. چاره کار استفاده از SSR های شناخته شده و با کیفیت بالا می‌باشد.
3- عدم رعایت نوع جریان
دقت داشته باشید که رله‌های SSR به دو دسته AC و DC با دامنه ولتاژی بعضاً متفاوت تقسیم می‌شوند. در نتیجه اگر مطابق با موارد یادداشت شده بر روی پلاک آنها ولتاژ دهی نشوند؛ می‌سوزند.
4- محیط و شرایط نصب
رله‌های حالت جامد به دلیل عملیات سوئیچینگ، خود عامل تولید گرما هستند. در نتیجه، اگر از نظر تهویه پشتیبانی لازم برای آنها صورت نگیرد؛ طبیعتاً می‌سوزند. پس دقت نمایید که برای جریان‌های بالاتر حتماً از هیت سینک و در صورت نیاز از فن به منظور انتقال این گرما بهره بگیرید.
نحوه تست رله SSR
برای اطلاع از سالم بودن یک رله SSR می‌توانید از تست اتصال کوتاه به عنوان یک تست آسان بهره بگیرید. در نظر داشته باشید که در یک رله حالت جامد به دلیل داشتن عنصر ترایاک هیچ اتصال کوتاهی وجود ندارد. در نتیجه چنانچه شما از مولتی متر استفاده و آن را بر روی حالت اتصال کوتاه قرار دهید و پرآب های آن را به پایه‌های خروجی رله بزنید؛ هیچ صدای بوقی مبنی بر برقراری اتصال کوتاه نخواهید شنید. برای انجام تست اتصال کوتاه باید از بار استفاده کنید و با استفاده از مدار بیرونی، تست را انجام دهید. برای مثال می‌توانید از یک لامپ به عنوان بار استفاده کنید. فرض کنید یک رله SSR داریم که ولتاژ تحریک آن 24 ولت DC و ولتاژ نامی آن 220 ولت AC است. ابتدا یک سیم از سر خروجی SSR به لامپ متصل می‌کنیم. در ادامه یک سیم از لامپ به فاز ترمینال برق می‌دهیم. در ادامه نیز یک سیم از نول ترمینال برق به سر خروجی دیگر رله SSR می‌دهیم. حال ولتاژ تحریک 24 ولت DC را اعمال می‌کنیم. در اینجا لامپ روشن می‌شود. در ادامه برای اطمینان از صحت عملکرد رله، عقربه مولتی متر را روی حالت اتصال کوتاه قرار داده و پروب های آن را به دوسر خروجی رله SSR می‌زنیم. در این صورت باید صدای بوق شنیده شود. با قطع جریان ورودی رله، صدای بوق قطع خواهد شد.
این مقاله به منظور آشنایی هرچه بیشتر شما خوانندگان با رله‌های SSR و نحوه استفاده و تست آن آماده شده است. شما می توانید با مراجعه به بخش محصولات رله و SSR از جزئیات آنها اطلاع یافته و در صورت نیاز اقدام به خرید نمایید. همچنین کارشناسان ما در برق و انرژی، آماده ارائه مشاوره و راهنمایی در خصوص خرید رله های SSR و دیگر قطعات حوزه برق صنعتی و اتوماسیون می باشند. انرژی در دستان تو!
