I relè a stato solido (SSR) sono sempre più utilizzati in un'ampia varietà di settori, tra cui plastica, imballaggi, alimenti e bevande, HVAC, semiconduttori, energie rinnovabili ed convenzionali, petrolio e gas naturale, trasporti, stampa, laboratori, forni e forni, illuminazione, dispositivi medici e controllo del movimento. Gli SSR vengono spesso utilizzati al posto dei relè elettromagnetici (EMR) perché non hanno parti mobili e hanno una lunga durata. Inoltre, non sono soggetti ad erosione da contatto e ad interferenze elettriche dovute alla presenza di archi sulle superfici di contatto.
Poiché i relè a stato solido sono disponibili in una varietà di configurazioni per supportare una varietà di tipi di carico, i progettisti devono capire come selezionare i relè a stato solido per soddisfare l'uso previsto. Ciò è particolarmente vero nelle applicazioni industriali in cui carichi induttivi come motori di controllo, pompe e ventilatori richiedono tipi diversi di relè rispetto alle applicazioni di riscaldamento e illuminazione, che sono carichi resistivi.
Questo articolo discuterà brevemente perché l'SSR è la scelta migliore per l'automazione industriale e di impianto. Quindi, prendendo come esempio i dispositivi di Carloas, vengono introdotte l'applicazione, le caratteristiche e come selezionare questi dispositivi per l'applicazione.
Perché utilizzare l'SSR?
I sistemi di automazione industriale e di impianto richiedono che i quadri abbiano le seguenti caratteristiche per soddisfare i requisiti: basso costo, elevata affidabilità, tempi di attuazione rapidi e vibrazioni o archi senza contatto, interferenze elettromagnetiche minime (EMI), immunità agli ambienti difficili e forte resistenza agli shock meccanici e alle vibrazioni. L'SSR soddisfa questi requisiti sostituendo l'armatura e i contatti dei relè meccanici con dispositivi a semiconduttore nel funzionamento con interruttore. Poiché l'SSR è completamente chiuso, è anche resistente agli urti, alle vibrazioni, all'umidità, agli agenti chimici e alla polvere. Pertanto, il dispositivo ha una lunga durata e un'elevata affidabilità.
Pertanto, quando si seleziona un SSR per un'applicazione, è necessario comprendere il carico da controllare e le caratteristiche di base del SSR in modo che i requisiti dell'applicazione corrispondano alle specifiche del relè.
Specifiche di controllo e carico SSR
Gli SSR possono essere controllati con tensione di controllo CA o CC. Il controllo CC utilizza una bassa tensione, in genere da 4 V a 32 V. Possono anche utilizzare loop di corrente da 4 mA a 20 mA o ingressi analogici da 1 V CC a 10 V CC. L'intervallo di tensione utilizzato per il controllo CA è compreso tra 24 VCA e 275 VCA.
Il carico SSR può essere CA o CC. L'SSR ha una tensione di carico CA massima fino a 690 V CA e una corrente CA nominale di 125 A. I valori CC sono 500 V CC e 100 A.
Tipo di carico elettrico
I carichi elettrici sono classificati in base alle loro principali caratteristiche elettriche. Motori, ventilatori e pompe sono carichi induttivi. La corrente e la tensione di carico non sono sincronizzate e la corrente resta indietro rispetto alla tensione. Un carico induttivo contrasta i cambiamenti nella corrente di carico producendo un potenziale di controtensione chiamato forza controelettromotrice (EMF). I relè a stato solido utilizzati con carichi induttivi devono essere in grado di sopportare queste tensioni.
Attrezzature come riscaldatori, forni, stufe, asciugatrici e lampade sono carichi resistivi. La tensione e la corrente del carico resistivo sono in fase.
I carichi capacitivi resistono alle variazioni della tensione di carico. La corrente e la tensione nel carico capacitivo non sono sincronizzate e la corrente è in anticipo sulla tensione. La maggior parte degli alimentatori a commutazione e alcuni dispositivi medici come i defibrillatori hanno carichi capacitivi. Quando la tensione viene applicata per la prima volta a un carico capacitivo, la sua impedenza è molto bassa e pertanto viene generata una grande corrente di spunto.
Le caratteristiche di ciascun carico determinano il tipo di SSR necessario per controllare il carico.
Tipo di RSS
Esistono cinque tipi di SSR comunemente utilizzati (Figura 1): zero o attraversamento dello zero, istantaneo o casuale, CC, di picco e ad angolo di fase o analogico.