При использовании полупроводниковые релеМы можем столкнуться с 6 распространенными проблемами: перегрев, превышение напряжения, перегрузка по току, перегорание кабелей нагрузки, не загорается светодиодный индикатор и не работает нагрузка.
Что делать, когда возникают такие проблемы? Вам повезло, что вы нашли эту статью, которая поможет вам до конца разобраться в причинах этих проблем и узнать о наших лучших решениях.
Давайте приступим прямо сейчас!
Что такое твердотельное реле?
В Китае есть старая пословица: “Заточка топора не задержит тебя от рубки дров. Наоборот, она поможет тебе эффективно выполнить работу”.”
Поэтому, чтобы лучше проанализировать причины неисправностей твердотельных реле, сначала следует понять, что такое твердотельное реле.
В отличие от силовых реле, промежуточных реле или контакторов переменного тока, которые подключают и отключают нагрузки за счет электромагнитного воздействия, твердотельные реле представляют собой новый тип полупроводниковых переключателей без движущихся частей.
Принцип его работы можно понять следующим образом: после подачи небольшого напряжения (обычно DC3-32V или AC70-280V) на управляющий конец, конец нагрузки закрывается. Как только управляющий сигнал снимается, часть нагрузки отсоединяется соответственно.
В основном используется в качестве привода, управляемого ПИД-регулятор температуры в системе контроля температуры, а также может использоваться в качестве переключателя для управления запуском и остановкой двигателя. Это хорошая замена контакторам или механическим реле, обладающая такими преимуществами, как быстрое время переключения, отсутствие искр и шума.
Совет: Хотите узнать больше о различиях между твердотельными реле (SSR) и контакторами переменного тока или промежуточными реле? Смотрите эту статью: SSR и контактор переменного тока: Что лучше в системе контроля температуры?
Проблемы и причины неисправностей твердотельных реле
Несмотря на множество преимуществ использования твердотельных реле вместо промежуточных реле или контакторов переменного тока, все же существует 6 распространенных проблем при их использовании:
Перегрев:
Перегрев означает, что после длительного использования температура твердотельного реле превысит 80℃, что является серьезной проблемой, поскольку внутренние полупроводники могут быть необратимо повреждены из-за таких высоких температур.
Перегрузка по току:
Рисунок 1 Спецификации SSR, любезно предоставлены: https://docs.rs-online.com/5800/A700000009423612.pdf
Превышение тока означает, что ток, требуемый нагрузкой, значительно превышает максимальный выходной ток твердотельного реле.
Как правило, это происходит из-за неправильного подбора. Например, если для управления двигателем мощностью 1 кВт, работающим от сети переменного тока 220 В, используется твердотельное реле на 10 А, то при запуске двигателя его мгновенный ток может достигать 30 А.
Такой большой ток значительно превышает максимальный выдерживаемый ток тиристора твердотельного реле (см. рисунок 1 выше: 110 ампер в течение 20 мс), а продолжительность пуска двигателя, как правило, превышает 20 мс (см. рисунок 2 ниже), что приведёт к пробою тиристора и выходу из строя полупроводникового реле.
Рисунок 2 Кривая пускового тока двигателя, любезно предоставленная: https://myelectrical.com/notes/entryid/77/motor-starting-introduction
Перенапряжение:
Перенапряжение: Как видно из рисунка 1, пиковое периодическое обратное напряжение (VRRM) составляет 600 В.
Если входное напряжение нагрузки превысит 600 В, тиристор подвергнется обратному пробою, что приведет к неконтролируемой проводимости или даже к его выходу из строя.
Перегрев или возгорание кабелей нагрузки:
Рисунок 3 Выбор провода для разных токов, любезно предоставлен: https://support.boshart.com/what-is-wire-gauge
Неправильно подобранный провод нагрузки может привести к перегреву провода нагрузки твердотельного реле и, как следствие, к возгоранию.
Например, если однофазное полупроводниковое реле рассчитано на 40 ампер, то диаметр одножильного провода должен составлять более 2,6 мм.
Дополнительные варианты см. на рисунке 3 выше.
Светодиодный индикатор не горит:
Эта проблема обычно вызвана ослаблением винтов входных клемм или обрывом проводов управляющего сигнала.
Невозможно управлять нагрузкой:
Еще одна проблема заключается в том, что твердотельное реле не может включать или выключать нагрузку с помощью управляющего сигнала.
Возможно, это связано с недостаточной грузоподъемностью, необходимой для удержания груза.
Следовательно, если нагрузка является резистивной, то ток SSR следует увеличить до значения, в два раза превышающего номинальный ток резистивной нагрузки. Если же нагрузкой является двигатель, ток SSR следует увеличить до значения, в 5–7 раз превышающего номинальный ток двигателя.
Решение проблем с твердотельными реле
Решение проблемы перегрева:
Перегрев, как правило, вызывается значительными потерями мощности во внутренних компонентах тиристорного реле.
Поэтому при проектировании и эксплуатации твердотельных реле следует уделять пристальное внимание распределению тепла в каждом компоненте и принимать эффективные меры по отводу тепла, такие как использование пассивного тепловой радиатор и добавление активного вентилятора для отвода тепла.
Решение проблемы перегрузки по току:
Перегрузка по току возникает в результате превышения тока нагрузки номинального тока SSR.
Чтобы избежать перегрузки по току, при выборе полупроводникового реле номинальное значение тока следует подбирать в соответствии с фактической потребностью нагрузки в токе, либо на стороне нагрузки полупроводникового реле необходимо установить схему защиты от перегрузки по току, например, токоограничительный резистор, быстродействующий предохранитель и т. п.
Из нашего блога вы узнаете, как правильно выбрать быстродействующий предохранитель: Как выбрать подходящие быстродействующие предохранители для твердотельных реле?
Решение проблемы повышенного напряжения:
Перенапряжение возникает в результате того, что входное напряжение на стороне нагрузки превышает номинальное значение 600 В.
Поэтому при использовании твердотельного реле убедитесь, что напряжение не превышает 600 В. Кроме того, необходимо предусмотреть схему защиты от перенапряжения, например, варистор Варистор может быть добавлен к нагрузке твердотельного реле, как показано ниже. Принцип его работы заключается в том, что когда в цепь поступает избыточное напряжение, варистор становится очень низким, чтобы поглотить избыточное напряжение.
Решение проблемы перегрева или возгорания линии нагрузки:
Чтобы выбрать подходящий кабель для контролируемой нагрузки, обратитесь к рисунку ниже:
Решение проблемы, когда светодиодный индикатор не горит:
Проверьте, в порядке ли провода управляющего сигнала, если провода оборваны, пожалуйста, замените их на другие, если причина в ослаблении винта управляющей клеммы, лучше заменить SSR на новый.
Решение проблемы невозможности управления нагрузкой:
Во-первых, проверьте, не поврежден ли SSR из-за перегрева, перенапряжения, перегрузки по току и т.д. Эти три причины приведут к необратимому повреждению внутренних компонентов управления SSR, что приведет к невозможности плавного переключения нагрузки.
Если повреждение УСБ не вызвано, проверьте, достаточен ли выходной ток УСБ для работы нагрузки. Как уже говорилось выше, для резистивной нагрузки ток УСБ должен быть вдвое больше номинального, для индуктивной или емкостной нагрузки, например, двигателя, выходной ток УСБ должен быть в 5-7 раз больше номинального.
Краткий обзор проблем и решений в области РСБ
| Проблема | Причина | Решение |
|---|---|---|
|
Перегрев |
Отвод тепла недостаточен |
Используйте радиатор или охлаждающие вентиляторы |
|
Перенапряжение |
Слишком высокое входное напряжение |
Добавьте варистор для поглощения дополнительного напряжения |
|
Перегрузка по току |
Нагрузка потребляет слишком большой ток |
Используйте быстрый предохранитель для защиты |
|
Светодиодный индикатор не горит |
Оборваны кабели управляющих сигналов, ослаблены клеммы SSR |
Переход на новые кабели или замена нового SSR |
|
Грузовые кабели пожарные |
Неправильный выбор кабелей |
Выберите провод в соответствии с его максимальным током |
|
Невозможно выполнить загрузку |
Выбранный SSR слишком мал или SSR поврежден |
Выбор SSR в соответствии с различными нагрузками |
Заключение
После прочтения вышеизложенного, мы надеемся, что сможем помочь вам разобраться с проблемами, которые могут возникнуть при использовании SSR: перегрев, превышение напряжения, превышение тока, перегорание кабелей нагрузки, не загорание светодиодных индикаторов, отказ работы нагрузки, и как решить эти проблемы.
Lorentzzi Electric, являясь ведущим поставщиком твердотельных реле (SSR) в Китае, располагает высокопрофессиональной командой инженеров, обладающей богатым опытом в производстве SSR и решении связанных с ними проблем.
Если у вас остались вопросы, пожалуйста, связаться с нами немедленно, и мы ответим на ваше письмо в течение 24 часов.
