Lors de l'utilisation de relais à semi-conducteursDans le cadre de l'utilisation de l'appareil, nous pouvons rencontrer 6 problèmes courants : surchauffe, surtension, surintensité, câbles de charge qui s'enflamment, indicateur LED qui ne s'allume pas et incapacité à faire fonctionner la charge.
Que faire lorsque ces problèmes surviennent ? Vous avez de la chance d'être tombé sur cet article, qui vous aidera à bien comprendre les causes de ces problèmes et à découvrir nos meilleures solutions.
C'est parti !
Qu'est-ce qu'un relais statique ?
Un vieux proverbe chinois dit : “ Aiguiser sa hache ne retarde pas le travail de coupe du bois. Au contraire, cela permet de travailler plus efficacement. ”
Par conséquent, afin de mieux analyser les causes des problèmes liés aux relais statiques, il convient tout d'abord de savoir ce qu'est un relais statique.
Contrairement aux relais de puissance, aux relais intermédiaires ou aux contacteurs CA qui connectent ou déconnectent les charges par des effets électromagnétiques, les relais à semi-conducteurs sont un nouveau type de commutateur à semi-conducteur sans pièces mobiles.
Son principe de fonctionnement peut être simplement compris comme suit : après qu'une petite tension (généralement DC3-32V ou AC70-280V) est appliquée à son extrémité de commande, l'extrémité de la charge est fermée. Lorsque le signal de commande est supprimé, la partie charge est déconnectée en conséquence.
Il est principalement utilisé en tant qu'actionneur contrôlé par un Régulateur de température PID Il peut également être utilisé comme interrupteur pour contrôler le démarrage et l'arrêt d'un moteur. C'est un bon substitut aux contacteurs ou aux relais mécaniques, avec les avantages d'un temps de commutation rapide, de l'absence d'étincelles et de l'absence de bruit.
Conseil : Vous souhaitez en savoir plus sur les différences entre les relais à semi-conducteurs (SSR) et les contacteurs à courant alternatif ou les relais intermédiaires ? Consultez cet article : SSR ou contacteur CA : Quelle est la meilleure solution pour un système de contrôle de la température ?
Problèmes et raisons des relais à semi-conducteurs
Bien que l'utilisation de relais à semi-conducteurs au lieu de relais intermédiaires ou de contacteurs à courant alternatif présente de nombreux avantages, leur utilisation pose encore six problèmes courants :
Surchauffe :
La surchauffe signifie qu'après une utilisation prolongée, la température du relais statique dépasse 80℃, ce qui constitue un problème grave car les semi-conducteurs internes seront endommagés de façon permanente en raison de ces températures élevées.
Surintensité :
Figure 1 Spécifications du relais SSR, avec l'aimable autorisation de l'auteur : https://docs.rs-online.com/5800/A700000009423612.pdf
On parle de surintensité lorsque le courant requis par la charge dépasse largement le courant de sortie maximal du relais statique.
Ce problème est généralement dû à un mauvais choix de composants. Par exemple, si l'on utilise un relais statique de 10 A CA pour commander un moteur de 1 kW fonctionnant à 220 V CA, le courant instantané de ce dernier peut atteindre 30 A au démarrage.
Un courant aussi élevé dépasse de loin le courant maximal admissible du thyristor du relais statique (voir la figure 1 ci-dessus : 110 ampères en 20 ms), et la durée de démarrage du moteur dépasse généralement 20 ms (voir la figure 2 ci-dessous), ce qui provoquera la rupture du thyristor et endommagera le relais statique.
Figure 2 Courbe de courant de démarrage du moteur, courtoisie : https://myelectrical.com/notes/entryid/77/motor-starting-introduction
Surtension :
Surtension : comme le montre la figure 1, la tension inverse répétitive de crête (VRRM) est de 600 V.
Si la tension d'entrée de la charge dépasse 600 V, le thyristor subira une rupture inverse, ce qui entraînera une conduction incontrôlée, voire des dommages.
Surchauffe des câbles de charge ou incendie :
Figure 3 Sélection de fils de courant différents, avec l'aimable autorisation de l'auteur : https://support.boshart.com/what-is-wire-gauge
Un câble de charge inadapté peut entraîner une surchauffe du câble de charge du relais statique, ce qui peut provoquer un incendie.
Par exemple, si le relais statique monophasé est de 40 ampères, le diamètre du fil monoconducteur doit être supérieur à 2,6 mm.
Pour découvrir d'autres options, veuillez vous reporter à la figure 3 ci-dessus.
L'indicateur LED ne s'allume pas :
Ce problème est généralement dû à des vis de bornes d'entrée desserrées ou à des fils de signaux de commande rompus.
Impossible de faire fonctionner la charge :
Un autre problème réside dans le fait que le relais statique ne peut pas activer ou désactiver la charge à l'aide du signal de commande.
Cela pourrait s'expliquer par une capacité de charge insuffisante pour maîtriser la charge.
Par conséquent, si la charge est résistive, il convient de régler le courant du SSR à deux fois le courant nominal de la charge résistive. Si la charge est un moteur, il convient de régler le courant du SSR à 5 à 7 fois le courant nominal du moteur.
Solutions pour les problèmes de relais à semi-conducteurs
Solution en cas de surchauffe :
La surchauffe est généralement due à l'importante dissipation de puissance des composants internes du SSR.
Par conséquent, lors de la conception et de l'utilisation de relais statiques, il convient d'accorder une attention particulière à la répartition de la chaleur au niveau de chaque composant et de mettre en place des mesures efficaces de dissipation thermique, telles que l'utilisation d'un dissipateur passif radiateur de chaleur et l'ajout d'un ventilateur de dissipation thermique actif.
Solution en cas de surintensité :
Une surintensité survient lorsque le courant de charge dépasse le courant nominal du SSR.
Afin d'éviter toute surintensité, lors du choix d'un relais statique, il convient de sélectionner une valeur de courant nominal adaptée à la demande de courant réelle de la charge, ou d'installer un circuit de protection contre les surintensités (tel qu'une résistance de limitation de courant, un fusible à action rapide, etc.) du côté de la charge du relais statique.
Vous pouvez découvrir comment choisir le fusible à action rapide adapté grâce à notre blog : Comment sélectionner les fusibles à action rapide appropriés pour vos relais statiques ?
Solution en cas de surtension :
Une surtension se produit lorsque la tension d'entrée du côté de la charge dépasse la tension nominale de 600 V.
Par conséquent, veillez à ce que la tension ne dépasse pas 600 V lorsque vous utilisez un relais statique. De plus, un circuit de protection contre les surtensions, tel qu’un varistor peut être ajouté à l'extrémité de la charge du relais statique, comme indiqué ci-dessous. Son principe de fonctionnement est le suivant : lorsqu'une surtension entre dans le circuit, la varistance devient très faible pour absorber la surtension.
Solution en cas de surchauffe ou d'incendie de la ligne de charge :
Pour choisir le bon câble pour votre charge contrôlée, veuillez vous référer à la figure ci-dessous :
Solution pour l'indicateur LED qui ne s'allume pas :
Vérifiez si les fils du signal de commande sont en bon état, si les fils sont cassés, remplacez-les par d'autres, si le problème est dû au fait que la vis de la borne de commande est desserrée, il est préférable de remplacer le relais SSR par un nouveau.
Solution pour l'impossibilité de faire fonctionner la charge :
Tout d'abord, vérifiez si le relais statique est endommagé par une surchauffe, une surtension, une surintensité, etc. Ces trois raisons causent des dommages permanents aux composants de contrôle internes du relais SSR, ce qui entraîne une incapacité à commuter la charge sans à-coups.
Si le SSR n'est pas endommagé, vérifiez si le courant de sortie du SSR est suffisant pour faire fonctionner la charge. Comme indiqué ci-dessus, pour une charge résistive, le courant du SSR doit être deux fois supérieur à son courant nominal, pour une charge inductive ou capacitive telle qu'un moteur, le courant de sortie du SSR doit être de 5 à 7 fois supérieur à son courant nominal.
Un aperçu rapide des problèmes et des solutions en matière de RSS
| Problème | Cause | Solution |
|---|---|---|
|
Surchauffe |
La dissipation de la chaleur n'est pas suffisante |
Utiliser un radiateur de chaleur ou des ventilateurs de refroidissement |
|
Surtension |
La tension d'entrée est trop élevée |
Ajouter un varistor pour absorber la tension supplémentaire |
|
Surintensité |
La charge consomme trop de courant |
Utiliser un fusible rapide pour protéger |
|
L'indicateur LED ne s'allume pas |
Les câbles des signaux de commande sont rompus, les bornes du relais SSR sont desserrées. |
Passer à de nouveaux câbles ou remplacer un nouveau SSR |
|
Câbles de charge incendie |
Mauvaise sélection des câbles |
Sélectionner le fil en fonction de son intensité maximale |
|
Impossible d'exécuter la charge |
Le relais SSR sélectionné est trop petit ou le relais SSR est endommagé. |
Choix du relais SSR en fonction des différentes charges |
Conclusion
Après avoir lu ce qui précède, nous espérons pouvoir vous aider à comprendre les problèmes qui peuvent survenir lors de l'utilisation d'un relais SSR : surchauffe, surtension, surintensité, câbles de charge qui s'enflamment, indicateurs LED qui ne s'allument pas et incapacité à faire fonctionner la charge, ainsi que la manière de résoudre ces problèmes.
Lorentzzi Electric, en tant que l'un des principaux fournisseurs de relais statiques (SSR) en Chine, dispose d'une équipe d'ingénieurs très compétente, dotée d'une grande expérience dans la fabrication de relais statiques et la résolution des problèmes liés à ces derniers.
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