โซลิดสเตตรีเลย์ (SSR) มีการใช้กันมากขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงพลาสติก บรรจุภัณฑ์ อาหารและเครื่องดื่ม HVAC เซมิคอนดักเตอร์ พลังงานทดแทนและพลังงานแบบดั้งเดิม น้ำมันและก๊าซ การขนส่ง การพิมพ์ ห้องปฏิบัติการ เตาเผาและเตาอบ ไฟส่องสว่าง การแพทย์ และการควบคุมการเคลื่อนไหว SSR มักใช้แทนรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า (EMR) เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและมีอายุการใช้งานยาวนาน นอกจากนี้พวกเขาจะไม่ถูกกัดกร่อนจากการสัมผัสและการรบกวนทางไฟฟ้าเนื่องจากมีการอาร์คบนพื้นผิวสัมผัส
เนื่องจากการกำหนดค่ารีเลย์โซลิดสเตตหลายรูปแบบที่สามารถรองรับโหลดได้หลายประเภท ผู้ออกแบบจะต้องเข้าใจวิธีเลือกรีเลย์โซลิดสเตตให้ตรงตามการใช้งานที่ต้องการ สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในการใช้งานทางอุตสาหกรรม เช่น การควบคุมโหลดแบบเหนี่ยวนำ เช่น มอเตอร์ ปั๊มน้ำ และพัดลม ซึ่งต้องใช้รีเลย์ประเภทที่แตกต่างจากการใช้งานในการทำความร้อนและแสงสว่าง เนื่องจากเป็นโหลดแบบต้านทาน
บทความนี้จะพูดคุยสั้นๆ ว่าเหตุใด SSR จึงเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและโรงงาน จากนั้นจึงนำอุปกรณ์ของ Carlo Gavazzi มาเป็นตัวอย่าง วัตถุประสงค์ คุณลักษณะ และวิธีการเลือกอุปกรณ์เหล่านี้สำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ ได้ถูกนำเสนอ
ทำไมต้องใช้ SSR?
ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและโรงงานต้องใช้สวิตช์เกียร์ที่มีลักษณะต่อไปนี้เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด: ต้นทุนต่ำ ความน่าเชื่อถือสูง เวลาดำเนินการที่รวดเร็วและไม่มีการสั่นสะเทือนหรือส่วนโค้งของการสัมผัส การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI น้อยที่สุด) ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และความต้านทานที่แข็งแกร่งต่อแรงกระแทกทางกลและการสั่นสะเทือน SSR ใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เพื่อแทนที่กระดองและหน้าสัมผัสของรีเลย์เชิงกลในการทำงานของสวิตช์ ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ เนื่องจากมีลักษณะปิดสนิท SSR จึงมีคุณลักษณะของความต้านทานแรงกระแทก ความต้านทานการสั่นสะเทือน ความต้านทานความชื้น ความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมี และความต้านทานฝุ่น ดังนั้นอุปกรณ์จึงมีอายุการใช้งานยาวนานและมีความน่าเชื่อถือสูง
ดังนั้น เมื่อเลือก SSR สำหรับการใช้งาน จำเป็นต้องเข้าใจโหลดที่ควบคุมและคุณลักษณะพื้นฐานของ SSR เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดการใช้งานกับข้อกำหนดเฉพาะของรีเลย์
ข้อกำหนดการควบคุมและโหลด SSR
สามารถควบคุม SSR ได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุม AC หรือ DC ตัวควบคุม DC ใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำ โดยทั่วไปคือ 4 V ถึง 32 V นอกจากนี้ยังสามารถใช้ลูปกระแส 4 mA ถึง 20 mA หรืออินพุตอะนาล็อก 1 VDC ถึง 10 VDC ได้อีกด้วย ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้สำหรับควบคุมการสื่อสารคือ 24 VAC ถึง 275 VAC
โหลด SSR อาจเป็น AC หรือ DC แรงดันไฟฟ้าโหลด AC สูงสุดของ SSR สูงถึง 690 VAC โดยมีกระแสไฟฟ้า AC ที่กำหนด 125 A อัตรา DC คือ 500 VDC และ 100 A
ประเภทโหลดไฟฟ้า
โหลดไฟฟ้าแบ่งตามลักษณะทางไฟฟ้าหลัก มอเตอร์ พัดลม และปั๊มล้วนเป็นโหลดแบบเหนี่ยวนำ กระแสโหลดและแรงดันไฟฟ้าไม่ซิงโครไนซ์ และกระแสจะล่าช้ากว่าแรงดันไฟฟ้า โหลดแบบเหนี่ยวนำจะต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแสโหลดโดยการสร้างศักย์ไฟฟ้าย้อนกลับที่เรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้ากลับ (EMF) โซลิดสเตตรีเลย์ที่ใช้กับโหลดอุปนัยจะต้องสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ได้
อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องทำความร้อน เตาอบ เตาไฟฟ้า เครื่องอบผ้า และอุปกรณ์ติดตั้งแสงสว่างเป็นของโหลดความต้านทาน แรงดันและกระแสของโหลดตัวต้านทานอยู่ในเฟส
โหลดแบบคาปาซิทีฟสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันโหลดได้ กระแสและแรงดันในโหลดแบบคาปาซิทีฟจะไม่ซิงโครไนซ์ โดยกระแสนำแรงดัน แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ส่วนใหญ่และอุปกรณ์ทางการแพทย์บางชนิด (เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้า) มีโหลดแบบคาปาซิทีฟ เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับโหลดแบบคาปาซิทีฟเป็นครั้งแรก ความต้านทานของมันจะต่ำมาก ส่งผลให้เกิดกระแสไฟกระชากขนาดใหญ่
คุณลักษณะของโหลดแต่ละรายการจะกำหนดประเภทของ SSR ที่จำเป็นในการควบคุมโหลด