Al utilizar relés de estado sólido, podemos encontrarnos con 6 problemas comunes: sobrecalentamiento, sobretensión, sobrecorriente, cables de carga que se disparan, indicador LED que no se enciende y fallo en el funcionamiento de la carga.
Tienes suerte de haber encontrado este artículo, que te ayudará a entender las razones y las mejores soluciones para estos problemas. ¡Empecemos ya!
¿Qué es un relé de estado sólido?
Hay un viejo refrán chino que dice: "Afilar tu hacha no retrasará tu trabajo de cortar leña. Al contrario, te ayudará a hacer tu trabajo con eficacia". Por lo tanto, para analizar mejor las causas de los problemas de los relés de estado sólido, primero debemos saber qué es un relé de estado sólido.
A diferencia de los relés de potencia, los relés intermedios o los contactores de CA, que conectan o desconectan cargas mediante efectos electromagnéticos, los relés de estado sólido son un nuevo tipo de interruptor semiconductor sin piezas móviles.
Su principio de funcionamiento puede entenderse sencillamente como sigue: tras aplicar una pequeña tensión (normalmente DC3-32V o AC70-280V) a su extremo de control, el extremo de carga se cierra. Una vez eliminada la señal de control, la parte de carga se desconectará en consecuencia.
Se utiliza principalmente como actuador controlado por un Regulador de temperatura PID en un sistema de control de temperatura, y también puede utilizarse como interruptor para controlar el arranque y la parada de un motor. Es un buen sustituto de los contactores o relés mecánicos, con las ventajas de un tiempo de conmutación rápido, sin chispas y sin ruido.
Consejo: ¿Quiere saber más sobre las diferencias entre relés de estado sólido (SSR) y contactores de CA o relés intermedios? Consulte este artículo: SSR vs. Contactor de CA: ¿Cuál es mejor en un sistema de control de temperatura?
Problemas y motivos de los relés de estado sólido
Aunque utilizar relés de estado sólido en lugar de relés intermedios o contactores de CA tiene muchas ventajas, sigue habiendo 6 problemas comunes en su uso:
Sobrecalentamiento:
Sobrecalentamiento significa que después de un uso prolongado, la temperatura del relé de estado sólido superará los 80℃, lo cual es un problema grave porque los semiconductores internos se dañarán permanentemente debido a temperaturas tan altas.
Sobrecorriente:
Figura 1 Especificaciones del SSR, cortesía: https://docs.rs-online.com/5800/A700000009423612.pdf
Sobrecorriente significa que la corriente requerida por la carga supera con creces la corriente de salida máxima del relé de estado sólido. Esto suele deberse a una selección incorrecta. Por ejemplo, si se utiliza un relé de estado sólido de 10 A CA para controlar un motor de 220 V CA y 1 kw, cuando el motor arranca, su corriente instantánea puede alcanzar los 30 A. Una corriente tan grande supera con creces la corriente máxima soportable del tiristor del relé de estado sólido (véase la figura 1 anterior: 110 amperios en 20 ms), y generalmente la duración del arranque del motor supera los 20 ms (véase la figura 2 siguiente), lo que provocará la rotura del tiristor y dañará el relé de estado sólido.
Figura 2 curva de corriente de arranque del motor,cortesía: https://myelectrical.com/notes/entryid/77/motor-starting-introduction
Sobretensión:
Sobretensión: Como se puede ver en la Figura 1, el pico de tensión inversa repetitiva (VRRM) es de 600V. Si la tensión de entrada de la carga supera los 600 V, el tiristor se invertirá, lo que provocará una conducción incontrolada o incluso daños.
Sobrecalentamiento o incendio de los cables de carga:
Figura 3 Selección de distintos cables de corriente, cortesía: https://support.boshart.com/what-is-wire-gauge
Un cable de carga inadecuado puede hacer que el cable de carga del relé de estado sólido se sobrecaliente, provocando así un incendio. Por ejemplo, si el relé de estado sólido monofásico es de 40 amperios, el diámetro adecuado del cable monofilar debe ser superior a 2,6 mm. Consulte la figura 3 para ver más opciones.
El indicador LED no se enciende:
Este problema suele deberse a que los tornillos de los terminales de entrada están sueltos o a que los cables de la señal de control están rotos.
No se puede operar la carga:
Otro problema es que el relé de estado sólido no puede encender o apagar la carga mediante la señal de control. Esto puede deberse a su insuficiente capacidad para controlar la carga. Por lo tanto, si la carga es resistiva, debemos amplificar la corriente del SSR al doble de la corriente nominal de la carga resistiva. Si la carga es un motor, debemos utilizar la corriente SSR a 5-7 veces la corriente nominal del motor.
Soluciones para problemas de relés de estado sólido
Solución para el sobrecalentamiento:
El sobrecalentamiento suele deberse a la gran pérdida de potencia de los componentes internos del SSR. Por lo tanto, al diseñar y utilizar relés de estado sólido, debe prestar mucha atención a la distribución del calor de cada componente y tomar medidas eficaces de disipación del calor, como el uso de un disipador de calor pasivo. radiador de calor y añadiendo un ventilador de disipación de calor activo.
Solución para la sobrecorriente:
La sobreintensidad se produce cuando la corriente de carga supera la corriente nominal del relé de estado sólido. Para evitar la sobrecorriente, al seleccionar un relé de estado sólido, el valor de corriente nominal debe seleccionarse de acuerdo con la demanda real de corriente de la carga, o debe instalarse un circuito de protección contra sobrecorriente, como una resistencia limitadora de corriente, un fusible rápido, etc., en la parte de carga del relé de estado sólido.
Solución para la sobretensión:
La sobretensión se produce cuando la tensión de entrada en el extremo de carga supera los 600 V nominales. Por lo tanto, asegúrese de que la tensión no supera los 600 V cuando utilice un relé de estado sólido. Además, un circuito de protección contra sobretensiones como un varistor se puede añadir al extremo de carga del relé de estado sólido como se muestra a continuación, su principio de funcionamiento es que cuando una sobretensión entra en el circuito, el varistor se vuelve muy bajo para absorber la sobretensión.
Solución para el sobrecalentamiento o incendio de la línea de carga:
Para elegir el cable adecuado para su carga controlada, consulte la figura siguiente:
Solución para el indicador LED que no se enciende:
Compruebe si los cables de señal de control están bien o no, si los cables están rotos, por favor cámbielos por otros, si es causado por el tornillo del terminal de control suelto, es mejor cambiar el SSR por uno nuevo.
Solución para no poder operar la carga:
En primer lugar, compruebe si el SSR está dañado debido a sobrecalentamiento, sobretensión, sobrecorriente, etc. Estas tres razones causarán daños permanentes en los componentes de control internos del SSR, lo que provocará fallos en la conmutación suave de la carga.
Si no se debe a daños en el SSR, compruebe si la corriente de salida del SSR es suficiente para hacer funcionar la carga, como se ha mencionado anteriormente, para la carga resistiva, la corriente del SSR debe ser el doble de su corriente nominal, para la carga inductiva o capacitiva, como el motor, la corriente de salida del SSR debe ser de 5 a 7 veces superior a su corriente nominal.
Un rápido repaso a los problemas y soluciones de la RSS
| Problema | Causa | Solución |
|---|---|---|
|
Sobrecalentamiento |
La disipación del calor no es suficiente |
Utilizar radiadores de calor o ventiladores de refrigeración |
|
Sobretensión |
Tensión de entrada demasiado alta |
Añade un varistor para absorber la tensión extra |
|
Sobrecorriente |
La carga consume demasiada corriente |
Utilizar fusible rápido para proteger |
|
El indicador LED no se enciende |
Cables de señal de control rotos, terminales SSR sueltos |
Cambiar a nuevos cables o sustituir un nuevo SSR |
|
Cables de carga fuego |
Selección incorrecta de los cables |
Seleccione el cable en función de su corriente máxima |
|
No se puede ejecutar la carga |
El SSR seleccionado es demasiado pequeño o está dañado. |
Elección del SSR en función de las diferentes cargas |
Conclusión
Después de leer lo anterior, esperamos poder ayudarle a comprender los problemas que pueden surgir durante el uso del SSR: sobrecalentamiento, sobretensión, sobrecorriente, cables de carga que se disparan, indicadores LED que no se encienden y fallo de funcionamiento de la carga, y cómo solucionar estos problemas.
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