كلاهما SSR وموصل التيار المتردد على نطاق واسع في أنظمة التحكم في درجة الحرارة كمشغلات للتحكم في عناصر التسخين.
ولكن أيهما أفضل؟
سنقوم اليوم بمناقشته وشرحه من عدة جوانب مثل سرعة التحكم وعمر خدمة المنتج.
التحكم في فرق السرعة
يوجد فرق كبير في زمن التحويل بين مرحلات الحالة الصلبة (SSRs) وموصلات التيار المتردد، والذي يتم تحديده بشكل أساسي من خلال مبادئ عملها وهياكل تصميمها.
زمن تبديل مرحلات الحالة الصلبة:
مرحلات الحالة الصلبة عبارة عن مفاتيح تبديل إلكترونية غير تلامسية عادة ما تكون أسرع بكثير من مفاتيح التبديل الميكانيكية للتيار المتردد. ويرجع السبب في ذلك إلى أن مرحلات الحالة الصلبة تستخدم أجهزة أشباه الموصلات مثل الترانزستورات والثايرستور ثنائي الاتجاه لتوصيل وفصل الدوائر. وتبلغ سرعة تبديل مرحلات الحالة الصلبة 30 مللي ثانية.
زمن التبديل لموصلات التيار المتردد:
وموصلات التيار المتردد عبارة عن مفاتيح تبديل ميكانيكية تعمل على المبدأ الكهرومغناطيسي، ويشمل زمن التبديل زمن إغلاق الملف وزمن التلامس في الملامسات. يبلغ زمن عمل المرحل الكهرومغناطيسي العام 0.3-0.5 ثانية، بينما يبلغ زمن عمل مرحل القصب حوالي 0.2 ثانية. وهذا يعني أن زمن التبديل لموصل التيار المتردد عادة ما يكون في حدود مئات المللي ثانية.
المقارنة:
من المعلومات المذكورة أعلاه، يمكن ملاحظة أن سرعة التحويل لمرحلات الحالة الصلبة أسرع بكثير من سرعة تبديل موصلات التيار المتردد. وتمنحها خصائص التبديل السريع لمرحلات الحالة الصلبة ميزة في المواقف التي تتطلب استجابة سريعة (مثل تطبيقات التبديل عالية التردد). ويتميز موصل التيار المتردد بسرعة تبديل بطيئة نسبيًا بسبب أجزائه المتحركة الميكانيكية، ولكنه لا يزال خيارًا قابلاً للتطبيق في بعض التطبيقات التي لا تتطلب تبديلًا سريعًا أو حساسًا من حيث التكلفة.
كما نعلم جميعًا، يتكون نظام التحكم في درجة الحرارة من ثلاثة أجزاء: جهاز التحكم في درجة الحرارة PID، والمشغل، والسخان. وفقًا لورقة بيانات علامة أومرون التجارية لأخذ العينات السريعة 50 مللي ثانيةو RKC، والعلامة التجارية Autonics ذات العينات المنخفضة 100 مللي ثانية لوحدة التحكم في درجة الحرارة PID، ووقت أخذ العينات أسرع من موصل التيار المتردد (300-500 مللي ثانية) وأبطأ من SSR (30 مللي ثانية)، وهذا يعني أنه في نظام التحكم في درجة الحرارة، تتمتع SSR بسرعة تحكم أفضل من موصل التيار المتردد.
الفرق في العمر التشغيلي للمنتج
عمر مرحل الحالة الصلبة
لا توجد أجزاء ميكانيكية داخل SSR، ويعتمد الهيكل طريقة حقن محكمة الغلق بالكامل، لذلك فهو يتمتع بمزايا مقاومة الاهتزاز ومقاومة التآكل والعمر الطويل والموثوقية العالية. وإذا كان مرحل الحالة الصلبة تحت ظروف تبديد الحرارة بشكل جيد، فيمكنه العمل على الأقل 500 مليون دورة تشغيل/إيقاف تشغيل/إيقاف تشغيل.
عمر موصل التيار المتردد
عادة ما يكون العمر الميكانيكي لملامس التيار المتردد مليون مرة. وينخفض العمر الافتراضي للتلامس مع التآكل الكهربائي حتى يتعطل الملامس.
المقارنة
من الواضح أن عمر مرحل الحالة الصلبة أفضل من موصل التيار المتردد. فإذا كان في ظل نفس ظروف التردد، على سبيل المثال 10000 مرة في اليوم، فإن مرحل الحالة الصلبة يمكن أن يستخدم 136 سنة على الأقل، بينما يمكن أن يستخدم موصل التيار المتردد ربما 1.5 سنة.
الاختلافات في نقاط التلامس المساعدة
تأتي الملامسات التيار المتردد مزودة بملامسات مساعدة تكون عادةً مفتوحة أو مغلقة. وتدعم هذه الملامسات المساعدة ميزة القفل الذاتي بلمسة واحدة: حيث يؤدي الضغط على الزر مرة واحدة إلى تفعيل القفل الذاتي، بينما يؤدي الضغط عليه مرة ثانية إلى تحرير الملامسات وقطع الدائرة. وبفضل هذه الميزة، توفر الملامسات التيار المتردد تشغيلًا مريحًا مشابهًا لمرحلات القفل الذاتي.
إلا أن مرحلات الحالة الصلبة لا تحتوي على نقاط تلامس إضافية، بل تقتصر على نقاط التلامس الرئيسية فقط. ولهذا السبب، فإن تزويد أطراف التحكم بالطاقة بشكل مستمر أمر ضروري لتنفيذ آلية القفل الذاتي.
الخاتمة
باختصار، فإن زمن التبديل في مرحلات الحالة الصلبة أسرع بكثير من زمن التبديل في الملامسات التي تعمل بالتيار المتردد، كما أن عمرها التشغيلي أطول بكثير، لذا فهي أكثر ملاءمة للتحكم الدقيق في أنظمة التحكم في درجة الحرارة وأجهزة التسخين.
وبالطبع، لا يوجد منتج مثالي.
تتمثل عيوب مرحلات الحالة الصلبة في أنها تولد حرارة زائدة أثناء العمل، لذا يجب استخدام مرحلات الحالة الصلبة مع المشتت الحراري, ، وقد يؤدي ذلك إلى مشاكل مثل انخفاض القدرة التنافسية من حيث السعر وزيادة الوزن بشكل مفرط.
ولهذا السبب أيضًا، إذا كان تيار الحمل هو نفسه، فإن سعر مرحلات الحالة الصلبة يكون أعلى بكثير من سعر الملامسات التي تعمل بالتيار المتردد.
