رله SSR چیست؟

ساختمان و نحوه عملکرد رله ssr

رله ssr یا رله حالت جامد (solid state relay) در دنیای صنعت یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی است. این رله از مواد نیمه رسانا ساخته شده و مهم ترین وظیفه آن قطع و وصل (ON/OFF) مدارها می‌باشد. در واقع می‌توان گفت این قطعه واسطه میان شبکه برق و مصرف کننده است. از ویژگی های بارز این تجهیز نداشتن کنتاکت متحرک می باشد که عملکرد بهتر در فرکانس های بالاتر را فراهم کرده‌است. به طور خلاصه رله حالت جامد یک کلید الکترونیکی است که با کمک یک سیگنال کنترل شده کوچک، ولتاز بالای برق را کنترل می کند. از ویژگی های مهم ssr می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاوم در برابر ارتعاشات و ضربات
• عمر مفید بالا
• عایق در برابر گرد و غبار
• نداشتن صداهای ناهنجار به دلیل عدم تحرک
• سرعت بالای ولتاژ زمان قطع و وصل خروجی ها

رله ssr برای کار کردن از دو دسته ترمینال ورودی و خروجی تشکیل گردیده است. ssr برای فعال شدن به ولتاژ ورودی نیاز دارد. با اعمال ولتاژ ورودی، ترمینال خروجی وضعیت را تغییر می دهد. ورودی رله به دو شکل AC و DC عمل می کند. ترمینال های خروجی نیز به دو حالت NO و NC هستند. وقتی رله فعال می‌گردد، کلید الکتریکی انتهای اس اس آر نیز فعال و خروجی به حالت اتصال کوتاه در می‌آید و فاز از ترمینال های خروجی عبور کرده و در نهایت به مصرف کننده می رسد.

نحوه عملکرد رله‌های ssr

نکته مهمی که باید به آن توجه کنید این است که رله اس اس آر بر اساس نور کار می کند و عملکرد آن به اپتوکوپلر (منبع تامین کننده نور) بستگی دارد. به این معنی که به جای حرکت فیزیکی و نداشتن قطعه متحرک، کاملا وابسته به نور مانند LED  می باشد. در کل رله ssr به شکل زیر عمل می کند:

• یک سیگنال ورودی به رله ارسال می گردد.
• Optocoupler فعال می شود.
• نور مادون قرمز از LED ساطع می شود.
• سنسور نوری امواجی را در خروجی دریافت می کند.
• امواج با کمک سنسور نوری تبدیل به سیگنال الکتریکی می شوند.
• سیگنال کلید خروجی را بکار می اندازد.
• تجهیز الکتریکی با توجه به نوع رله اس اس آر قطع و وصل می شود.

انواع رله ssr

از نظر کارایی رله به عنوان یک کلید هوشمند برای قطع و وصل کردن جریان الکتریکی دارای انواع مختلفی است. برای مثال می توان به رله شیشه ای، رله حرارتی، رله مغناطیسی، رله کنترل بار، رله تاخیری، زمانی و رله ssr اشاره کرد. رله حالت جامد نیز به چندین دسته دیگر طبقه بندی می شود که این دسته بندی بر مبنای شکل، ورودی و خروجی و کلید زنی است.

رله ssr از نظر کلید زنی یا سوئیچینگ

• (Instant-ON) Random Switching یا عمل در لحظه دریافت فرمان: این رله به محض دریافت ولتاژ ورودی، فعال شده و مدار بار روشن می شود. رله آنی در لحظه تحریک و بعد از قطع شدن، خاموش می‌گردد. رله آنی مناسب بارهای القایی است.
• Zero Crossing Switching(سوئیچینگ صفر): رله ssr نوع صفر مناسب بارهای مقاومتی و خازنی است. در این مدل وقتی ولتاژ به صفر می‌رسد، رله فعال می شود. یعنی ولتاژ ورودی رله وقتی به صفر رسید، عمل می‌کند. زمانی که ولتاژ بار به صفر بعدی برسد، سیگنال به رله ارسال، خروجی عمل کرده و تجهیز الکتریکی روشن می شود. رله صفر جزء متداولترین رله حالت جامد به‌شمار رفته و کاربرد بیشتری دارد.
• Peak Switching : در رله اس اس آر باید ولتاژ به بالاترین حد برسد تا رله سوئیچینگ را آغاز کند.  این رله بیشتر در ترانسفورماتورها کاربرد دارد.
• Analog Switching : از جمله رله ssr پرکاربرد و پرمصرف به دسته کلید زنی آنالوگ اختصاص دارد. این نوع رله در کنترل سرعت موتورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در آنالوگ، ولتاژ خروجی کاملا به ولتاژ ورودی وابسته می باشد. در کل اگر هدف کنترل کردن وسیله الکتریکی دیگر به کمک آنالوگ خروجی است، سوئیچینگ آنالوگ گزینه خوبی می‌باشد.

رله اس اس آر از نظر ورودی و خروجی

• رله AC (جریان متناوب) به AC
• رله DC به AC
• رله DC به DC یا AC

کاربرد رله ssr

رله ssr با توجه به نوع بار و صنعت کاربرد فراوانی دارد و صنایع مختلفی از این رله استفاده می کنند. اگر به روشنایی معابر، خیابان ها، سینما، فرودگاه ها و مراکز اداری توجه کنید، برای قطع و وصل کردن لامپ های رشته ای، هالوژن رله اس اس آر  بکار می رود. در مجموع می توان گفت کاربرد رله های ssr بسیار وسیع است. آنها برای کنترل، راه اندازی موتور، نورپردازی، روشنایی، غذا و نوشیدنی، صنعت پلاستیک، پزشکی، تهویه مطبوع و صنایع بسته بندی مناسب‌ترین گزینه هستند.

کاربرد رله اس اس آر در کنترل تجهیزات

تجهیزاتی که وظیفه آنها امنیت و کنترل است، رله ssr بیشترین کاربرد را دارد. موارد زیر جزء کاربردهای اس اس آر می باشد:

• ماشین آلات فرآوری غذا
• کوره
• نساجی
• تهویه هوا
• لحیم کاری
• گرمایش مراکز مسکونی

کاربرد اس اس آر در موتورهای الکتریکی

• پمپ
• آسانسور
• بالابر
• نوار نقاله

با توجه به اینکه موتورهای الکترونیکی با بار القایی کار می کنند، استفاده از رله اس اس آر گزینه خوبی است. انتخاب انواع رله همیشه برای مصرف کنندگان یک چالش محسوب می شود و در اغلب زمان ها در انتخاب رله مناسب، سراسیمه عمل می کنند. با مراجعه به سایت اتوماسیون راد، در خرید انواع رله مانند رله شیشه ای و ssr سردرگم نمی شوید زیرا کارشناسان فنی این فروشگاه اینترنتی آماده ارائه مشاوره به کاربران می باشند.

صنایع غذا و نوشیدنی

 ماشین آلاتی مانند قهوه سازها، تجهیزات گرمایشی، خنک کننده ها و وسایل پخت و پز برای داشتن امنیت و عمر طولانی به رله های اس اس آر نیاز دارند.

صنایع پلاستیک

 مهم ترین فاکتور در صنعت پلاستیک کنترل دما برای افزایش کیفیت محصولات است. رله های ssr در سیستم های اکسترودر، ماشین آلات تزریق، بازیافت، دستگاههای چاپ سه بعدی و خشک کن ها، نقش مهمی در کنترل دما دارد.

کاربرد رله ssr در صنایع پلاستیک

  مزایا و معایب رله ssr

همان طور که گفته شد، رله حالت جامد از مواد نیمه رسانا تشکیل گردیده و برخلاف رله های دیگر برای سوئیچ بار از نیمه رساناهایی مانند ترانزیستور و تریستور بهره می برد. با توجه به اینکه این نوع از رله ها با اپتوکوپلر کار می‌کنند، مزایا و معایب خود را دارند.

مزایای رله حالت جامد

• فضای کمی اشغال می کند.
• طول عمر مفید بالایی دارند.
• بدون صدا کار می کنند.
• قابل اطمینان هستند.
• در برابر ضربات و ارتعاشات مقاوم هستند.
• به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز ندارند.
• کلیدزنی با فرکانس بالا دارند.
• نیازی به اتصال مکانیکی ندارند و با نور کار می کنند.
• جرقه تولید نمی کنند.
• مستقیما به PLC متصل می شوند.
• به ولتاژ کمتری نیاز دارند.
• تنوع زیادی دارند.
• دچار نویز مغناطیسی نمی شوند.
• عملکرد مناسبی در دماهای مختلف از خود نشان می دهند.

معایب رله اس اس آر

• گرمای زیادی تولید می کنند.
• احتمال نشتی به دلیل کاربرد مواد نیمه رسانا و عدم توانایی برای قطع مدار به طور کامل
• نسبت به نوع EMR گرانتر هستند.
• ساختار پیچیده ای دارند.
• ورودی و خروجی محدودی دارند.
• در ولتاژ پایین کار نمی کند.
• عدم استفاده همزمان از دو مدار جریان متناوب و مستقیم به علت ساخت در مدل های AC و DC جداگانه
• نیاز به هیت سینک یا فن برای خنک کردن به دلیل تولید حرارت بالا
• ایجاد نویز
• احتمال سوختن رله زیاد است.

معرفی رله اس اس آر برند آتونیکس و کاکن

رله ssr در انواع و برندهای مختلفی به بازار عرضه می گردد. در این میان رله های تولید کشور کره جنوبی مانند کمپانی کاکن و آتونیکس از شهرت بیشتری برخوردار هستند. کیفیت محصولات، قابل دسترس بودن، داشتن نمایندگی در ایران، قیمت مناسب و خدمات فروش از جمله پارامترهایی است که موجب محبوبیت تولیدات این دو برند شده است. مجموعه اتوماسیون راد  نمایندگی آتونیکس و کاکن در تهران می باشد. در ادامه به معرفی رله ssr آتونیکس و کاکن می پردازیم.

نحوه سیم بندی رله اس اس آر

رله اس اس آر آتونیکس (Autonics)

رله اس اس آر Autonics از جمله محصولات با کیفیت، بادوام و مورد اطمینان در بازار ایران است. این رله ها به صورت تک فاز و سه فاز تولید می گردد. اس اس آر با رله‌های سوکتی، ssr با هیت سینک های قابل جداسازی و یکپارچه، اس اس آر با بدنه‌های باریک و ورودی آنالوگ، کاربردی بودن این محصولات را در صنایع گوناگون را نشان می دهند. از نظر کلیدزنی اس اس آر آتونیکس در دو مدل سوئیچینگ صفر (Zero cross turn-on) و آنی (random turn-on) در بازار موجود است. ssr آتونیکس بر اساس مبنای خروجی، نوع قطعه (تک فاز، دو فاز، سه فاز)، نوع خروجی، نوع ورودی، روش نصب و میزان جریان عرضه می شوند.

رله اس اس آر کاکن

رله ssr کاکن (KACON) در 5 سری تکفاز، سه فاز، تک فاز و باریک، تکفاز با خروجی آلارم و سه فاز خروجی آلارم طراحی و ساخته شده‌اند. برند کاکن نیز محصول کشور کره جنوبی است. برای انتخاب هر یک رله‌های اس اس آر کاکن، باید به مواردی چون ولتاژ کنترلی (DC یا AC بودن)، تعداد فاز، ولتاژ کلیدزنی، جریان (مثلا 40 آمپر)، ولتاژ خروجی و ورودی توجه کنید. برای مثال ssr تک فاز سری kmsr دارای پوشش محافظ برای ایمنی و ولتاژ کنترل (  D: 4 ~ 32VDC   A: 90 ~ 265VAC) می باشد.

رله اس اس آر کاکن