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 أن نفعل عند حدوث هذه المشاكل؟ أنت محظوظ لأنك عثرت على هذا المقال، الذي سيساعدك على فهم أسباب هذه المشاكل بشكل كامل، بالإضافة إلى أفضل الحلول التي نقدمها لها.
لنبدأ الآن!
ما هو مرحل الحالة الصلبة؟
هناك مثل صيني قديم يقول: “شحذ الفأس لن يؤخر عملك في تقطيع الحطب، بل سيساعدك على إنجاز عملك بكفاءة”.”
لذلك، ومن أجل تحليل أسباب مشاكل مرحلات الحالة الصلبة بشكل أفضل، يجب علينا أولاً أن نعرف ما هي مرحلات 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 مصطلح «التيار الزائد» أن التيار الذي يتطلبه الحمل يتجاوز بكثير الحد الأقصى لتيار الخرج في مرحل الحالة الصلبة.
ويعود السبب في ذلك عمومًا إلى الاختيار غير الصحيح. على سبيل المثال، إذا تم استخدام مرحل الحالة الصلبة الذي يعمل بالتيار المتردد بقدرة 10 أمبير للتحكم في محرك يعمل بتيار متردد 220 فولت وبقدرة 1 كيلوواط، فإن التيار اللحظي للمحرك قد يصل إلى 30 أمبير عند بدء تشغيله.
هذا التيار الكبير يتجاوز بكثير الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يتحمله الثايرستور في مرحل الحالة الصلبة (انظر الشكل 1 أعلاه: 110 أمبير في غضون 20 مللي ثانية)، وعادةً ما تتجاوز مدة بدء تشغيل المحرك 20 مللي ثانية (انظر الشكل 2 أدناه)، مما سيؤدي إلى تعطل الثايرستور وإتلاف 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، يبلغ الجهد العكسي المتكرر الأقصى (VRRM) 600 فولت.
إذا تجاوز جهد الدخل للحمل 600 فولت، فسيحدث انهيار عكسي للثايرستور، مما يؤدي إلى توصيل غير متحكم فيه أو حتى تلفه.
ارتفاع درجة حرارة كبلات التحميل أو نشوب حريق:
الشكل 3 اختيار سلك تيار مختلف، مجاملة: https://support.boshart.com/what-is-wire-gauge
قد يؤدي استخدام سلك تحميل غير مناسب إلى ارتفاع درجة حرارة سلك تحميل المرحل ذي الحالة الصلبة، مما قد يتسبب في نشوب حريق.
على سبيل المثال، إذا كانت سعة مرحل الحالة الصلبة أحادي الطور 40 أمبير، فيجب أن يزيد قطر السلك أحادي النواة المناسب عن 2.6 ملم.
يرجى الرجوع إلى الشكل 3 أعلاه للاطلاع على المزيد 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:
ومن المشاكل الأخرى أن مرحل الحالة الصلبة لا يستطيع تشغيل الحمل أو إيقافه بواسطة إشارة التحكم.
قد يعود ذلك إلى عدم كفاية سعة الحمولة لديها للتحكم في الحمولة.
لذلك، إذا كان الحمل مقاوميًا، فيجب زيادة تيار SSR إلى ضعف التيار المقنن للحمل المقاومي. أما إذا كان الحمل عبارة عن محرك، فيجب أن يكون تيار SSR ما بين 5 إلى 7 أضعاف التيار المقنن للمحرك.
حلول لمشاكل الترحيل في الحالة الصلبة
حل للسخونة الزائدة:
عادةً ما ينتج ارتفاع درجة الحرارة عن فقدان كبير للطاقة في المكونات الداخلية لمفتاح SSR.
لذلك، عند تصميم واستخدام مرحلات الحالة الصلبة، يجب الانتباه جيدًا إلى توزيع الحرارة في كل مكون واتخاذ تدابير فعالة لتبديد الحرارة، مثل استخدام نظام تبريد سلبي مشعاع حراري وإضافة مروحة نشطة لتبديد الحرارة.
حل للتيار الزائد:
يحدث التيار الزائد عندما يتجاوز تيار الحمل التيار المقنن لمفتاح SSR.
لتجنب حدوث تيار زائد، عند اختيار مرحل الحالة الصلبة، يجب اختيار قيمة التيار المقنن وفقًا للاحتياج الفعلي للحمل من التيار، أو يجب تركيب دائرة حماية من التيار الزائد — مثل مقاوم محدد للتيار أو مصهر سريع، وما إلى ذلك — على الجزء الخاص بالحمل من مرحل الحالة الصلبة.
يمكنك التعرف على كيفية اختيار المصهر المناسب سريع الاستجابة من خلال مدونتنا: كيف تختار الصمامات سريعة المفعول المناسبة لمرحلات الحالة الصلبة؟
حل للجهد الزائد:
يحدث الجهد الزائد عندما يتجاوز جهد الدخل عند طرف الحمل القيمة المقدرة البالغة 600 فولت.
لذلك، تأكد من أن الجهد الكهربائي لا يتجاوز 600 فولت عند استخدام مرحل الحالة الصلبة. بالإضافة إلى ذلك، يجب 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 إلكتريك, ، بصفتها إحدى الشركات الرائدة في توريد مرحلات الحالة الصلبة (SSR) في الصين، تمتلك فريقًا هندسيًّا محترفًا للغاية يتمتع بخبرة واسعة في تصنيع مرحلات الحالة الصلبة وحل المشكلات المتعلقة بها.
إذا كانت لا تزال لديك أسئلة، يرجى اتصل بنا على الفور وسنرد على بريدك الإلكتروني في غضون 24 ساعة.
