پیش از این با ساختمان رله الکترومکانیکی آشنا شدیم. در این مقاله قصد داریم تا به شرح ساختمان و عملکرد رله SSR بپردازیم.
رله حالت جامد (SSR- Solid State Relay)، کلیدی الکترونیکی است که متشکل از عناصر نیمه‌هادی قدرت مانند ترانزیستور، تریستور یا ترایاک می‌باشد. ورودی رله‌های حالت جامد اغلب DC می‌باشد ولی خروجی آنها مانند رله‌های الکترومکانیکی می‌تواند AC یا DC باشد. ( برخلاف رله‌های الکترومکانیکی، در زمان خرید SSR ها، باید نوع خروجی مشخص باشد)
رله‌های الکترومکانیکی، دو بخش بوبین(مدار فرمان) و کنتاکت (مدار قدرت) دارند، در رله‌های حالت جامد (SSR) نیز همین دو بخش وجود دارد که معمولاً توسط یک اپتوکوپلر (ایزوله نوری) از یکدیگر ایزوله شده‌اند. در رله‌های حالت جامد، به جای استفاده از نیروی الکترومکانیکی، از نیمه‌هادی‌ها برای سوئیچ بار استفاده میشود.
در تصویر زیر یک نمونه رله‌ی SSR را مشاهده می‌کنید، که به تشریح بخش‌های مختلف آن می‌پردازیم.
ورودی : سمت راست رله SSR ترمینال ورودی از نوع DC است، که همان‌طور که در عکس مشخص است ولتاژ تحریک ۴ الی ۳۲ ولت را میتوان به ورودی اعمال نمود. همینطور باید توجه داشت که با توجه به علامت “+” در ورودی، یعنی قطبیت در این رله اهمیت دارد.
خروجی: از نوع سه فاز بوده که ترمینال‌های A1-A2 , B1-B2 , C1-C2 خروجی‌های این رله می‌باشند. همان‌طور که روی آن قید گردیده، این رله می‌تواند تا ۵۳۰ ولت و بار حداکثر ۲۵ آمپری را سویچ کند.
در تصویر زیر یک نمونه رله حالت جامد قابل نصب روی ریل را مشاهده می‌کنید. این رله برد تولید کوشا الکترونیک البرز بوده و گزینه مناسبی جهت کنترل شیرهای برقی می‌باشد. ورودی این رله SSR، ولتاژ DC از ۱۰ الی ۳۲ ولت می‌تواند باشد. قطبیت در این رله برد اهمیتی ندارد. خروجی می‌تواند ۲۵۰ ولت و بار حداکثر ۶ آمپری را قطع و وصل نماید. در خروجی فیلتر RC برای حذف اثرات جریان بازگشتی طراحی‌شده است. ایزوله مدار فرمان از قدرت، در این رله به‌صورت نوری می‌باشد. جهت مشاهده تکمیلی کافیست تا روی عکس کلیک کنید.
مزایای رله‌های حالت جامد
- طراحی متنوع جهت مدارهای AC و DC
- بدون قطعات مکانیکی و با طول عمر بالا
- تحمل جریان‌های هجومی بالا در لحظه استارت
- عملکرد بدون صدا
- امکان اتصال مستقیم به خروجی PLC
- مناسب جهت مدارهایی با سرعت سویچ بالا
- عدم وجود جرقه در خروجی در فرمان قطع و وصل
- قطع و وصل در لحظه صفر (در مدل‌های AC)
معایب رله‌های حالت جامد
- ایجاد حرارت حین کار و نیاز به هیت سینک یا فن (یا هر دو) جهت تهویه
- وجود جریان نشستی هنگام خاموش بودن (این جریان در رنج میکرو آمپر بوده و می‌تواند باعث عملکرد لحظه‌ای تجهیزات شود)
- ساخت در مدل‌های AC و DC به‌صورت جداگانه و عدم امکان استفاده در هر دو نوع مدار
- عدم توانایی سوییچ تجهیزات با جریان راه‌اندازی پایین
- ایجاد نویز و هارمونیک
- احتمال روشن شدن اتفاقی در تغییرات شدید ولتاژ و وجود نویز
- قیمت بالاتر نسبت به رله‌های الکترومکانیکی
- نسبت به اتصال کوتاه در خروجی بسیار حساس بوده و به‌سرعت می‌سوزند.
نکات مهم در سیم بندی رله SSR
برای سیم بندی رله‌های حالت جامد این نکات را در نظر داشته باشید:
- در هنگم سیم بندی دقت نمایید که حداکثر از ۵۰% توان نامی SSR برای راه‌اندازی بارهای سلفی و ۷۰% توان نامی برای راه‌اندازی بارهای غیر سلفی استفاده نمایید.
- به خاطر داشته باشید که رله SSR در لحظه خاموش بودن نیز مقداری جریان از خود عبور میدهند،مطمئن شوید که این جریان نشتی باعث عملکرد لحظه‌ای دیگر تجهیزات نشود.
- در صورت DC بودن مدار فرمان یا قدرت ممکن است قطب‌بندی مهم باشد. قطب‌بندی اشتباه می‌تواند باعث عدم عملکرد صحیح و یا آسیب به SSR شود.
- برای تعمیرات و یا تعویض تجهیزات باید مدار قدرت رله‌ها کاملاً بی‌برق شود. هرگز به قطع مدار فرمان بسنده نکنید و از بریکر یا کلید با تعداد پل‌های کافی و قبل از SSR استفاده نمایید.
- رله SSR با خروجی ۵ آمپر به بالا، نیاز به هیت سینک دارند. رله را بدون هیت سینک با سایز مناسب، روی سطوح پلاستیکی، چوبی و … نصب نکنید.
- از تجهیزات مناسب مانند سر سیم، سیم قلع اندود، وایرشو و … در سیم بندی SSR استفاده کنید.
- از سیستم زمین مناسب و بدون نویز در تابلوهای برق استفاده کنید. این کار باعث افزایش ایمنی، کاهش عملکردهای اتفاقی، کاهش برق‌گرفتگی و … میشود.
- رله‌های حالت جامد باید با نصب سیستم‌های مناسب در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه محافظت شوند. حتماً از فیوز یا بریکر مناسب استفاده نمایید.
جهت جمع بندی این مقاله، سه کلیپ برای شما عزیزان آماده کرده ایم:
۳۹ پاسخ
سلام آیا میتوان ssr را جهت سافت استارت موتور خانه با موتور کوپل ۳ فاز حدود ۶ اسب استفاده نمود
سلام. خود سافت استارت مدارهای لازم برای اتصال مستقیم به موتور رو داره و نیاز به تجهیز جانبی نیست
سلام
رله ssr نصب کردیم و بعد از نصب، ترموستات هر زون حرارتى رو تقریبا ۵٠ تا ٨٠ درجه پایینتر نشون میده. ممکنه بفرمایید ایراد کار کجاست
سلام. SSR رو کجا نصب کردید؟ علت استفاده از SSR چه بوده؟ چه دمایی باید نشون بده که خطا داره؟ آیا از رله یا کنتاکتور استفاده کردید و بدون خطا نمایش میده؟
سلام خسته نباشید
از کجا بفهمیم رله ssrسوخته یا سالم هست
سلام. اگر بدون تحریک ورودی، خروجی وصل باشه SSR سوخته
سلام
مدار رله حالت جامد متناوب وقتی جریان بالا عبور دهد ترایاک میسوزد (جریان نامتعارف ، اتصال کوتاه در خروجی یا هر دلیل دیگر) اصطلاحا رله یکسره میکند و خروجی دایما روشن میماند.
در مدار رله های جامد ساخت شما یا رله های جامد آماده در بازار همینطور است یا فکری برای این موضوع شده؟ چاره چیست ؟ مشکل بزرگیست
با سپاس
سلام. برای بحث جریان بالا میتونید از انواع فیوزها استفاده کنید. بزرگترین نقص SSR ها، حساسیت بالا در برابر اتصال کوتاهه که سریع میسوزه و متاسفانه این به ذات الکترونیکی خود ترایاک برمیگرده و تا این لحظه ندیدم که تولیدکننده ای تونسته باشه این مشکل رو حل کنه
سلام،علت نوسان جریان در خروجی ssrچیست؟برای کنترل المنت استفاده شده
سلام. نوسان جریان کاملا وابسته به بار خروجیست. المنت رو بررسی و چک کنید
با سلام خدمت شما
ایا میشه این قطعه رو به plc جهت فرمان به المنت به صورتpid متصل کرد که دما همیشه ثابت باشه و سوییچ زیاد و لحظه ای مشکلی ایجاد نمیکنه؟
سلام. یکی از مهمترین کاربردهای SSR برای همین مورده
با سلام.اگر بدون فرمان کنترل قسمت قدرت وصل شده باشه یعنی ssr سوخته؟
سلام. بله
سلام دلیل روشن نشدن چراغ ssrچی میتونه باشه؟
سام. سوختن مدار ورودی SSR یا صرفا سوختن خود LED
سلام
وقت بخیر
میشه لطفا بفرمایید برای موتورهای نظیر ۱۰تا ۴۰کیلو وات با آمپر ۳۵تا ۸۰ آمپر نامی .غیر از کنتاکتور درایو قطعه ای جهت جایگزینی در مدار قدرت داریم که مناسب باشه
ممنون
سلام. بهترین قطعات کنتاکتور یا درایو هستن.. SSR رو برای کنترل موتور پیشنهاد نمیکنیم
آیا می شود از ssr بجهت قطع و وصل المنت ۲kw مخزن آبکه مجهز به( فلوتر و یک مینی plc) بصورت مستقیم استفاده کرد.
بله.. با انتخاب رنج مناسب SSR، مشکلی نیست
سلام میخواستم بدونم رله ssr تو سویچ کردن فرق دارن ولتاژ dcوac
سلام. برای رله مکانیکی فرقی نداره ولی برای SSR مهمه که خروجی AC باشه یا DC . در زمان خرید باید مشخص کنید
با سلام
اگر ما سیگنال ولتاژی از نوع pwm یا سینوسی با فرکانس در حد ۲۰۰کیلوهرتز داشته باشیم و بخواهیم آن را با فرکانس ۲۰۰هرتز از طریق رله های ssr قطع و وصل کنیم، اولا آیا رله های ssr اجازه عبور سیگنال با فرکانس ۲۰۰ کیلو هرتز را میدهند؟
و ثانیا زمان مورد نیاز آنها برای سوییچینگ در حد چند میکرو ثانیه است (بعبارت دیگر آیا میتوان با فرکانس ۲۰۰ هرتز آنها را قطع و وصل نمود)؟ و ثالثا چگونه میتوان از جریان نشتی در آنها جلوگیری نمود؟
با تشکر فراوان
سلام. دو بازه فرکانس هرتز و کیلوهرتز مطرح کردید و من دقیق متوجه نیازتون نشدم. منتها در حالت کلی….بسته یه ترایاک یا تریستوری که در طراحی SSR استفاده شده، بله میتونید تا فرکانس‌های کیلوهرتز هم پاسخ بده، منتها نکته اینجاست که معمولا SSR رو برای کنترل المان‌هایی مثل المنت استفاده میکنند و المنت این فرکانس رو نمی‌تونه تشخیص بده، بنابراین شاید SSR تهیه کنید و این فرکانس رو جواب نده چون اساس طراحی SSR برای این فرکانس سویچینگ نیست.
در قسمت دوم سوالتون که فرمودید جریان نشتی…… تقریبا میشه گفت که خیر، هیچکاری نمیشه کرد چون این جریان ناشی از ساختمان داخلی SSR و یون‌های داخل ترایاک یا تریستوره
اگر همچنان ابهامی براتون وجود داره، سوالتون رو در ادامه همین کامنت ادامه بدید.
با سلام
با توجه به نظرها ظاهراً این رله همانند اپتوکوپلر عمل میکنند
اگر اینطورهستش تو چه رنج فرکانسی عمل میکنندوآیا میشه از اونها در کوره‌های القایی استفاده کرد باتشکر از شما
سلام.اپتوکوپلر تنها وظیفه ایزوله کردن سیگنال را برعهده دارد و نمی توان از آن برای راه اندازی یا اصطلاحا بخش قدرت مدار استفاده کرد. طبقه اول SSR یک ایزولاتور دارد و پس از از ترایاک یا تریستور برای بخش فرمان استفاده میشود. رنج فرکانسی وابسته به نوع ترایاک یا تریستور طبقه خروجی است ولی معمولا همیشه بیش از نیاز است. اگر منظور از کوره القایی، کنترل دمای ان بصورت PID است، بله کاملا می تونید و یکی از مهمترین کاربردهای SSR، کنترل دما در محیط های گوناگون است.
سلام
من از رله معمولی (الکترومکانیکی) برای روشن و خاموش کردن وسایل برقی استفاده میکنم. منتها وقتی از این نوع رله برای روشن کردن لامپ کم مصرف استفاده میکنم (۶۰ وات الی ۱۲۰ وات) کنتاکت های رله جرقه میخوره و اصطلاحا میچسبونه.
حالا میخوام بدونم اگه از رله ssr به عنوان مثال ۲۵ آمپر برای این کار استفاده کنم آیا علاوه بر رفع مشکل باعث نمیشه که وقتی رله خاموشه لامپ چشمک بزنه ؟
سلام. با توجه به ساختار الکترونیکی رله‌های SSR، با توجه به نوع رله و نوع لامپ و جریان نشتی SSR به احتمال زیاد چشمک خواهید داشت. سه راه‌حل دارید: استفاده از رله‌های مخصوص بار سلفی فیندر مثل ۴۰۶۱۹۰۲۴۰۰۴۰ یا استفاده از رله های قدرت ۳ یا ۴ کنتاکت فیندر و یا استفاده از رله های ۲۰ آمپر( اصطلاحا سوکت کولری).
سلام.
آیا می توان توسط رله حالت جامد. دو یخچال ۶ درب فروشگاهی را با سرعت بالا روشن و خاموش کرد طوری که به اندازه یک یخچال مصرف برق داشته باشند?
لطفا به ایمیلم هم جواب را بفرستید.
تشکر
سلام
پیشنهاد نمیگردد چون SSR به علت داشتن جریان نشتی قطع کامل ندارد و ولتاژ حالت قطع آن صفر نیست. باید بررسی گردد که ولتاژ حالت قطع آسیبی به موتور نزند
SSR برای کنترل هیتر با خروجی تجهیزی مثل TZ4L مناسب است و قابلیت انجام PID را دارد نه قطع و وصل موتوری با رله های معمولی اصلا قابل مقایسه تیست.
سلام.به درستی متوجه پیامتون نشدم ولی در حالت کلی SSR را با توجه به مشخصات آن می توان برای بارهای موتوری نیز استفاده کرد و در برخی موارد با توجه به شرایط مجبور هستیم که از SSR استفاده کنیم ولی در حالت کلی با توجه به قیمت و حساسیت این قطعه به اتصال کوتاه، برای بارهای موتوری اولویت اول کنتاکتور است.
سلام وقتتون بخیر
ببخشید سوالی که داشتم بابت راه اندازی یخچالهای بزرگ با بار سلفی هستش .آیامیتونم بجای کنتاکتور الکترومکانیکی از ssr استفاده کنم ؟ ممنون میشم راهنماییم کنید
سلام
به‌هیچ‌عنوان پیشنهاد نمی‌شود. بزرگترین مشکل SSRها وجود جریان نشتی در آن‌هاست. به عبارتی SSRها برخلاف رله‌ها، حالت قطع کامل ندارند و در زمان قطع ولتاژی در حدود ۵۰ولت ( بسته به مدار SSR و بار متفاوت است) در خروجی باقی خواهد ماند که برای بارهای موتوری آسیب‌زننده است. همچنینی این جریان نشتی باعث می‌گردد که در بارهای سلفی با جریان راه‌اندازی بسیار پایین، بدون فرمان وصل، بار تحریک گردد.
سلام
ببخشید یه سوال داشتم.ورودی کنترلی با ولتاژ dc کار میکنه یا با ac هم کار میکنه؟
سلام
در چه محدوده ولتاژی؟ مثلا مدل هایی وجود داردکه در بازه ۸ تا ۳۲ هم DC است و هم AC ولی در ولتاژ های بالا مثل ۲۲۰ مدلی ندیدم. البته تنوع این محصول در بازار بسیار بالاست و هیچ بعید نیست که در زمان نگارش این پاسخ یا در آینده، مدلی با ورودی ۲۲۰ تولید شده باشد.
سلام.نیاز بهssr یی دارم که تغذیه اش۲۲۰ولت متناوب باشه ودرخروجی ۲۵آمپر تکفاز روبتونه راه اندازی کنه.آیا موحود هست؟
سلام. این قطعه رو ما موجود نداریم. منتها در بازار میتونید پیدا کنید. البته معمولا SSRهای ۲۴ولت مصرف بیشتری دارند.
روش هر چی زده با همون کار میکنه ۴_۳۴ DC فقط با دی سی کار میکنه نمیشه ACبهش داد و بلعکس