İş Dövrü Analizi: Elektromaqnit Releləri (EMR) və Sıxid Halda Relelər (SSR) üçün Tez Açma-Qapama Şəraitində Ömür Üzerində Təsiri

S: Sürətli açma-qapama şəraitində iş dövrlərinin EMR və SSR-nin ömrünə təsiri nədir?

Cavab:

Sənaye avtomatlaşdırması və şkaf dizaynı sahəsində relelər elektrik yükünü açmaq və bağlamaq üçün istifadə olunan əsas komponentlərdir. Yüksək tezlikli açma-qapama əməliyyatları (məsələn, plastik ekstruderlərdə və sobalarda PID temperatur idarəetmə konturları) ilə sistemlərin dizaynı zamanı mühəndislər iki fərqli açma-qapama texnologiyası arasından seçim etməlidirlər: Elektromaqnit relelər (EMR) və Bərk cisim releləri (SSR). Bu relelərin uğuru və ömrünü müəyyən edən əsas iş dəyişəni — iş dövrü ilə birlikdə açma-qapama tezliyidir. Hər iki cihaz eyni əsas funksiyaya malikdir — aşağı güclü siqnallarla yüksək güclü yükleri idarə etmək, lakin onların daxili quruluşları tamamilə fərqlidir. Bu fiziki fərqlər yüksək tezlikli iş dövrülərinin onların iş ömrünə çox fərqli təsir göstərməsinə səbəb olur. Bu B2B müqayisə rehberi açma-qapama prosesinin fizikasını, EMR və SSR-lərin arızalanma mexanizmlərini təhlil edir və tətbiqiniz üçün doğru texnologiyanı seçmək üçün tövsiyələr verir.

Əsasları başa düşmək: EMR və SSR cihazlarının necə işlədiyi

Bu cihazlara dövrün təsirinin fərqli olmasının səbəbini başa düşmək üçün onların necə qurulduğunu nəzərdən keçirməliyik:

• Elektromaqnit releləri (EMR): EMR mexaniki bir açar sistemidir. O, aşağı gərginlikli idarəetmə sarğısının yaratdığı maqnit sahəsindən istifadə edir. Bu maqnit sahəsi hərəkət edə bilən bir armaturu çəkir və bu da metal elektrik kontaktlarını fiziki olaraq qapatmağa və ya açmağa səbəb olur. Sarğının enerjisi kəsildikdə, daxili yay armaturu istirahət vəziyyətinə qaytarır.
  
• Sabit vəziyyətli relelər (SSR): SSR-də heç bir hərəkət edən hissə yoxdur. Yükün idarə edilməsi üçün yarımkeçirici güclü açarlar (məsələn, tiristorlar və ya triaklar) istifadə olunur. İdarəetmə girişi çıxış yükündən inteqrasiya olunmuş optoelektronik kupllama vasitəsilə elektrik cəhətdən izolyasiya olunur. Giriş gərginliyi tətbiq olunduqda daxili LED işıqlanır və yarımkeçirici açarı aktivləşdirərək cərəyanın keçməsinə imkan verir.
  

Dövrün tərifi və açma-bağlama tezliyi

Sənaye idarəetmə sistemlərində iş dövrü aktiv SÖNDÜRÜLMÜŞ vaxtın ümumi dövr vaxtına nisbətidir. Məsələn, bir istilik elementinin 50 faiz güc ilə işləməsi tələb olunarsa, idarəedici cihaz istiləşdiriciyi 5 saniyə SÖNDÜRÜR və 5 saniyə SÖNDÜRÜR (ümumi dövr vaxtı 10 saniyə olur ki, bu da 50 faizlik iş dövrünü göstərir). Bu o deməkdir ki, reley dəqiqədə altı dəfə SÖNDÜRÜR və SÖNDÜRÜR.

Əgər sistem daha yüksək dəqiqlik tələb edirsə, idarəedici cihaz dövr vaxtını 2 saniyəyə qədər azalda bilər; belə ki, 1 saniyə SÖNDÜRÜR və 1 saniyə SÖNDÜRÜR (hələ də 50 faizlik iş dövrü saxlanılır, lakin indi açma-bağlama tezliyi dəqiqədə 30 dəfə artır). Bu yüksək tezlikli sürətli açma-bağlama prosesi elektromexaniki və yarımkeçirici açarları fərqli şəkildə aşındırır.

Sürətli Açma-Bağlamadan EMR Ömrünə Təsiri

Elektromexaniki relelər iş dövrü faizi nə qədər olmasından asılı olmayaraq, sürətli açma-bağlama tezliklərinə məruz qaldıqda aşınmaya çox həssasdırlar. Onların ömrü iki əsas amildən asılıdır:

1. Mexaniki aşınma və yorulma: Hər bir EMR dövrü fiziki hərəkət nəzərdə tutur. Qayıtma yayına mexaniki gərginlik təsir edir və armatura metal dayaq üzərinə çırpılır. Milyonlarla dövr ərzində qayıtma yayının gərginliyi azalır və ya o qırılır. Standart EMR sıfır yüklənmə şəraitində təxminən 10 milyon mexaniki əməliyyat üçün nəzərdə tutulub.

2. Elektrik qövsü ilə aşınma: Yük altında EMR kontaktlarının əsas xarab olma mexanizmi elektrik qövsüdür. Kontaktlar açılanda və ya bağlanda dar hava boşluğunda kiçik bir qövs yaranır. Bu yüksək temperaturlu qövs kontakt materialının kiçik miqdarını əriyir. Vaxt keçdikcə bu, materialın köçürülməsinə, yüksək kontakt müqavimətinə və nəhayət, kontaktların birləşməsinə (qaynaqlanmasına) səbəb olur. Tez-tez açılıb-bağlıma rejimində kontakt səthi dövrlər arasındakı soyuma üçün kifayət qədər vaxt tapa bilmir; bu da aşınma və mikro-qaynaqlanma sürətini artırır. Standart elektrik yükü şəraitində EMR-nin ömrü 10 milyondan 100 min və ya 500 min əməliyyata endirilir.
Əgər EMR hər 10 saniyədə bir dəfə keçid edirsə, o zaman 24/7 rejimində bir il ərzində təqribən 3,1 milyon dövr toplayacaq işləməsi, yəni bir neçə ay ərzində sıradan çıxma ehtimalı yüksəkdir. Buna görə də EMR-lər sürətli, yüksək tezlikli keçid mühitləri üçün çox uyğun deyil.

Sürətli keçidin SSR ömrünə təsiri

Bərk cisim relələrinin (SSR) hərəkət edən hissələri və ya mexaniki kontaktları olmadığı üçün onlar mexaniki aşınmaya və ya elektrik qövsünə məruz qalmır. Sürətli keçid şəraitində SSR-in elektrik ömrü nəzəri olaraq sonsuzdur. Bununla belə, SSR-lərin ömrü istilik gərginliyi və istilik dövrləşməsindən ciddi şəkildə təsirlənir.

1. Qovşaq temperaturu və istilik yaranması: Yarıkeçirici açar aktiv olduqda, onun terminalları arasında kiçik daxili gərginlik düşüşü müşahidə olunur (adətən 1,0–1,6 Volt). Bu gərginlik düşüşü yükləmə cərəyanı ilə vurulduqda əhəmiyyətli daxili istilik yaradır (təxminən 1–1,5 Vt yük cərəyanının hər amperinə). Məsələn, 30 A yükləmə SSR-də kiçik yarıkeçirici kristalında 30–45 Vt istilik yaradır.

2. Termal siklingdən termal yorulma: Tez dəyişən iş rejimində daxili yarıkeçirici qovşağı «açıq» rejimində isidilir və «bağlı» rejimində soyudulur. Bu tez-tez təkrarlanan temperatur dalğalanması termal sikling gərginliyinə səbəb olur. Milyonlarla tez termal sikl keçdikdən sonra təkrarlanan genişlənmə və daralma lehim birləşmələrini çatlatmağa, yarıkeçirici kristalını altlıqdan ayırmağa və cihazın arızalanmasına səbəb olur.

3. Istilik idarəetməsi: SSR-lərin sürətli keçid mühitlərində çoxillik ömür potensialını əldə etməsi üçün onları uyğun ölçülü alüminium istilik daşıyıcılarına, arxa lövhəsinə termal interfeys materialı tətbiq edilərək quraşdırmaq lazımdır. İstilik daşıyıcısı yaranan istiliyi effektiv şəkildə dağıtmaq və yarımkeçirici keçid temperaturunu maksimum limitdən xeyli aşağı saxlamaq üçün hazırlanmalıdır.

DAQCN Keçid Həlləri

DAQCN yüksək keyfiyyətli sənaye elektromexaniki relələr və möhkəm relələr istehsal edən aparıcı istehsalçıdır. Bizim EMR-lərimiz ümumi təyinatlı aşağı tezlikli tətbiqlərdə maksimum qövs müqaviməti üçün ağır tip gümüş-tin oksid kontaktlarla dizayn edilmişdir. Tələbkar sürətli keçid mühitləri üçün biz SCR çıxışları, inteqrasiya olunmuş temperaturdan qorunma və xüsusi dizayn olunmuş alüminium istilik daşıyıcıları ilə təchiz edilmiş DIN ray və panel quraşdırmalı SSR-lərin möhkəm seriyasını təklif edirik.

Nəticə

Elektromexaniki rele ilə bərk cisim reləsi arasından sürətli keçid mühitlərində seçim etmək, aşınmanın fizikasına əsaslanır. Az tezlikli tətbiqlər üçün (günlük bir neçə dəfə işə düşən təhlükəsizlik bağlama sistemləri kimi) EMR-lər çox sərfəlidir və mükəmməl fiziki izolyasiya təmin edir. Bununla belə, yüksək tezlikli sürətli keçid dövrələri üçün (məsələn, PID istilik idarəetmə sistemi) EMR-lərin mexaniki kontaktları və qövsənməsi həftələr və ya aylar ərzində erkən arıza ilə nəticələnəcəkdir. Belə mühitlərdə SSR-lər standart seçimdir və onlar uyğun istilik idarəetməsi təmin edildiyi təqdirdə sonsuz keçid siklları təklif edir. Doğru keçid texnologiyasına bu gün DAQCN ilə investisiya edin. Sisteminizin iş rejimini təhlil etmək və layihəniz üçün ən uyğun EMR və ya SSR komponentlərini seçmək üçün mühəndislik dəstək komandamıza müraciət edin.