عند استخدام مرحلات الحالة الصلبة، قد نواجه 6 مشاكل شائعة: السخونة الزائدة، والجهد الزائد، والتيار الزائد، وانطلاق كابلات الحمل، وعدم إضاءة مؤشر LED، وعدم تشغيل الحمل.
ماذا يجب علينا أن نفعل عند حدوث هذه المشاكل؟ أنت محظوظ لأنك وجدت هذا المقال الذي سيساعدك على فهم الأسباب والحلول المثلى لهذه المشاكل. لنبدأ الآن!
ما هو مرحل الحالة الصلبة؟
هناك مثل صيني قديم يقول "إن شحذ فأسك لن يؤخر عملك في تقطيع الخشب. بل سيساعدك على القيام بعملك بكفاءة." لذلك، من أجل تحليل أسباب مشاكل مرحل الحالة الصلبة بشكل أفضل، يجب أن نعرف أولاً ما هو مرحل الحالة الصلبة.
على عكس مرحلات الطاقة أو المرحلات الوسيطة أو موصلات التيار المتردد التي تقوم بتوصيل الأحمال أو فصلها من خلال التأثيرات الكهرومغناطيسية، فإن مرحلات الحالة الصلبة هي نوع جديد من مفاتيح أشباه الموصلات بدون أجزاء متحركة.
يمكن فهم مبدأ عمله ببساطة على النحو التالي: بعد تطبيق جهد صغير (عادةً DC3-32V أو AC70-280V) على طرف التحكم الخاص به، يتم إغلاق طرف الحمل. بمجرد إزالة إشارة التحكم، سيتم فصل جزء الحمل وفقًا لذلك.
يُستخدم بشكل أساسي كمشغل يتم التحكم فيه بواسطة جهاز التحكم في درجة الحرارة PID في نظام التحكم في درجة الحرارة، ويمكن استخدامه أيضًا كمفتاح للتحكم في بدء تشغيل المحرك وإيقافه. إنه بديل جيد للموصلات أو المرحلات الميكانيكية، مع مزايا زمن التحويل السريع، وعدم وجود شرارات وعدم وجود ضوضاء.
نصيحة: هل تريد معرفة المزيد عن الاختلافات بين مرحلات الحالة الصلبة (SSRs) وموصلات التيار المتردد أو المرحلات الوسيطة؟ راجع هذه المقالة: SSR مقابل موصل التيار المتردد: أيهما أفضل في نظام التحكم في درجة الحرارة؟
مشاكل مرحلات الحالة الصلبة وأسبابها
على الرغم من وجود العديد من المزايا لاستخدام مرحلات الحالة الصلبة بدلاً من المرحلات الوسيطة أو ملامسات التيار المتردد، إلا أنه لا تزال هناك 6 مشاكل شائعة في استخدامها:
السخونة الزائدة:
يعني السخونة الزائدة أنه بعد الاستخدام لفترات طويلة، ستتجاوز درجة حرارة مرحل الحالة الصلبة 80 درجة مئوية، وهي مشكلة خطيرة لأن أشباه الموصلات الداخلية ستتلف بشكل دائم بسبب درجات الحرارة المرتفعة هذه.
التيار الزائد:
الشكل 1 مواصفات SSR، مجاملة: https://docs.rs-online.com/5800/A700000009423612.pdf
يعني التيار الزائد أن التيار الذي يتطلبه الحمل يتجاوز بكثير الحد الأقصى لتيار الخرج الأقصى لمرحل الحالة الصلبة. يحدث هذا بشكل عام بسبب الاختيار غير الصحيح. على سبيل المثال، إذا تم استخدام مرحل الحالة الصلبة 10 أمبير تيار متردد للتحكم في محرك 220 فولت تيار متردد 1 كيلوواط، عندما يبدأ المحرك، يمكن أن يصل تياره اللحظي إلى 30 أمبير. يتجاوز هذا التيار الكبير بكثير الحد الأقصى لتيار الصمود الأقصى لتيار ثايرستور ترحيل الحالة الصلبة (انظر الشكل 1 أعلاه: 110 أمبير خلال 20 مللي ثانية)، وعمومًا تتجاوز مدة بدء تشغيل المحرك 20 مللي ثانية (انظر الشكل 2 أدناه)، مما يؤدي إلى تعطل الثايرستور وتلف مرحل الحالة الصلبة.
الشكل 2 منحنى تيار بدء تشغيل المحرك، مجاملة: https://myelectrical.com/notes/entryid/77/motor-starting-introduction
الجهد الزائد:
الجهد الزائد: كما يتضح من الشكل 1، تبلغ ذروة الجهد العكسي المتكرر (VRRM) 600 فولت. إذا تجاوز جهد دخل الحمل 600 فولت، فإن الثايرستور سيعكس الانهيار، مما يؤدي إلى توصيل غير منضبط أو حتى تلف.
ارتفاع درجة حرارة كبلات التحميل أو نشوب حريق:
الشكل 3 اختيار سلك تيار مختلف، مجاملة: https://support.boshart.com/what-is-wire-gauge
قد يتسبب سلك التحميل غير المناسب في ارتفاع درجة حرارة سلك تحميل مرحل الحالة الصلبة مما يتسبب في نشوب حريق. على سبيل المثال، مرحل الحالة الصلبة أحادي الطور 40 أمبير، يجب أن يكون قطر السلك أحادي النواة المناسب أكثر من 2.6 مم. يرجى الرجوع إلى الشكل 3 أعلاه لمزيد من الخيارات.
مؤشر LED لا يضيء:
تحدث هذه المشكلة عادةً بسبب براغي طرف الإدخال المفكوكة أو أسلاك إشارة التحكم المكسورة.
غير قادر على تشغيل الحمل:
هناك مشكلة أخرى تتمثل في أن مرحل الحالة الصلبة لا يمكنه تشغيل الحمل أو إيقاف تشغيله بواسطة إشارة التحكم. وقد يرجع ذلك إلى عدم كفاية سعة الحمل للتحكم في الحمل. لذلك، إذا كان الحمل حملاً مقاومًا، فيجب علينا تضخيم تيار SSR إلى ضعف التيار المقدر للحمل المقاوم. إذا كان الحمل عبارة عن محرك، فيجب أن نستخدم تيار SSR إلى 5-7 أضعاف التيار المقدر للمحرك.
حلول لمشاكل الترحيل في الحالة الصلبة
حل للسخونة الزائدة:
عادة ما يكون ارتفاع درجة الحرارة ناتجًا عن فقدان الطاقة الكبير للمكونات الداخلية لمرحلات الحالة الصلبة. لذلك، عند تصميم مرحلات الحالة الصلبة واستخدامها، يجب الانتباه جيدًا لتوزيع الحرارة لكل مكون واتخاذ تدابير فعالة لتبديد الحرارة، مثل استخدام مشعاع حراري وإضافة مروحة نشطة لتبديد الحرارة.
حل للتيار الزائد:
ينجم التيار الزائد عن تجاوز تيار الحمل للتيار المقنن لمُرحِّل الحالة الصلبة. من أجل تجنب التيار الزائد، عند اختيار مرحل الحالة الصلبة، يجب اختيار قيمة التيار المقنن وفقًا للطلب الحالي الفعلي للحمل، أو يجب تركيب دائرة حماية من التيار الزائد مثل المقاوم المحدد للتيار، والصمامات السريعة، وما إلى ذلك على جزء الحمل من مرحل الحالة الصلبة.
حل للجهد الزائد:
يحدث الجهد الزائد بسبب تجاوز جهد الدخل عند طرف الحمل للجهد المقدر 600 فولت. لذلك، تأكد من أن الجهد في حدود 600 فولت عند استخدام مرحل الحالة الصلبة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام دائرة حماية من الجهد الزائد مثل المتغير يمكن إضافته إلى طرف التحميل في مرحل الحالة الصلبة كما هو موضح أدناه، ومبدأ عمله هو أنه عندما يدخل الجهد الزائد إلى الدائرة، يصبح المكثف منخفضًا جدًا لامتصاص الجهد الزائد.
حل لارتفاع درجة حرارة خط التحميل أو الحريق:
لاختيار الكابل المناسب للحمل المتحكم به، يرجى الرجوع إلى الشكل أدناه:
حل مشكلة عدم إضاءة مؤشر LED:
تحقق مما إذا كانت أسلاك إشارة التحكم سليمة أم لا، إذا كانت الأسلاك مكسورة، يرجى تغييرها إلى أسلاك أخرى، إذا كان السبب في ذلك هو برغي طرف التحكم المفكوك فمن الأفضل تغيير SSR إلى آخر جديد.
الحل لعدم القدرة على تشغيل الحمل:
أولاً، تحقق مما إذا كان SSR تالفًا بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو الجهد الزائد أو التيار الزائد، إلخ. ستتسبب هذه الأسباب الثلاثة في حدوث تلف دائم لمكونات التحكم الداخلية في SSR، مما يؤدي إلى فشل تبديل الحمل بسلاسة.
إذا لم يكن السبب في تلف SSR، تحقق مما إذا كان تيار خرج SSR كافٍ لتشغيل الحمل، كما هو مذكور أعلاه، بالنسبة للحمل المقاوم، يجب أن يكون تيار SSR ضعف التيار المقنن له، أما بالنسبة للحمل الاستقرائي أو السعوي مثل المحرك، فيجب أن يكون تيار خرج SSR 5-7 مرات من التيار المقنن.
نظرة عامة سريعة على مشكلات وحلول إصلاح القطاع الأمني
| المشكلة | السبب | الحل |
|---|---|---|
|
السخونة الزائدة |
لا يكفي تبديد الحرارة |
استخدام المبرد الحراري أو مراوح التبريد |
|
الجهد الزائد |
جهد الإدخال مرتفع جداً |
أضف مكثف لامتصاص الجهد الزائد |
|
التيار الزائد |
يستهلك الحمل الكثير من التيار |
استخدم المصهر السريع لحماية |
|
مؤشر LED لا يضيء |
كابلات إشارة التحكم مقطوعة، وأطراف SSR مفكوكة |
التغيير إلى كابلات جديدة أو استبدال كابل جديد أو استبدال SSR جديد |
|
إطلاق كبلات التحميل |
الاختيار غير السليم للكابلات |
اختر السلك وفقاً لأقصى تيار له |
|
غير قادر على تشغيل الحمل |
إن SSR المحدد صغير جداً أو SSR تالف |
اختيار SSR وفقًا للأحمال المختلفة |
الخاتمة
بعد قراءة ما سبق، نأمل أن نتمكن من مساعدتك في فهم المشاكل التي قد تحدث أثناء استخدام SSR: ارتفاع درجة الحرارة، والجهد الزائد، والتيار الزائد، وانطلاق كابلات الحمل، وعدم إضاءة مؤشرات LED، وعدم تشغيل الحمل، وكيفية حل هذه المشاكل.
لورينتزي إلكتريكبصفتها موردًا رائدًا لمرحلات الحالة الصلبة (SSR) في الصين، لديها فريق هندسي محترف للغاية يتمتع بخبرة غنية في تصنيع مرحلات الحالة الصلبة وحل مشاكل SSR. إذا كان لا يزال لديك أسئلة، من فضلك اتصل بنا على الفور وسنرد على بريدك الإلكتروني في غضون 24 ساعة.
