چگونه رله حالت جامد را تست کنیم

تسلط بر روش‌های صحیح آزمایش دستگاه‌های رله حالت جامد مهارتی ارزشمند برای افرادی است که در زمینه ایجاد، مدیریت و تأمین سیستم‌های کنترل الکتریکی فعالیت می‌کنند. زیرا رله‌های حالت جامد به دلیل نداشتن قطعات مکانیکی، ممکن است به شیوه‌ای متفاوت از رله‌های الکترومکانیکی سنتی خراب شوند و نمی‌توان آن‌ها را با استفاده از روش‌های آزمایش استاندارد تحلیل کرد. اغلب، رله‌های SSR به صورت خاموش خراب می‌شوند که ممکن است منجر به تحریک نادرست تجهیزات یا حتی نشت جریان در حالی شود که سیستم باید کاملاً خاموش باشد. تکنیک‌های مطرح شده در این مقاله راهنمایی‌هایی برای انواع مختلف آزمایش SSR ارائه می‌دهد، از بررسی ساده با مولتی‌متر شروع و با آزمایش کامل تأیید الکتریکی که در خط تولید استفاده می‌شود، پایان می‌یابد.

چرا آزمایش یک SSR با رله مکانیکی متفاوت است

یک رله مکانیکی قادر است تماس‌های فلزی را باز و بسته کند، بنابراین هنگام استفاده از مولتی‌متر در حالت پیوستگی، خوانش‌ها بسیار واضح هستند: بسته بودن به معنای تقریباً صفر اهم و باز بودن به معنای مقاومت بی‌نهایت است. از سوی دیگر، یک SSR با استفاده از دستگاه‌های حالت جامد مانند تریاک، SCR یا FET سوئیچ می‌کند و این کاملاً متفاوت است. حتی زمانی که فعال نیست، یک SSR خوب اجازه می‌دهد مقدار کمی جریان نشت هنگام خاموش بودن عبور کند و در حالت فعال، به جای عمل کردن مانند یک سوئیچ کاملاً بسته، ولتاژ خاصی را کاهش می‌دهد. به همین دلیل، اندازه‌گیری مقاومت در ترمینال‌های خروجی یک SSR معمولی می‌تواند گیج‌کننده باشد و ممکن است نشان‌دهنده قطعه معیوب باشد. یکی از دلایل اصلی پیچیدگی آزمایش رله حالت جامد این است که افراد فقط بر اصولی تکیه می‌کنند که برای رله مکانیکی به کار می‌برند.

آمادگی و تجهیزات لازم

قبل از شروع هر کاری، یک مولتی‌متر دیجیتال که دارای عملکرد اندازه‌گیری دیود و مقاومت باشد، به همراه منبع تغذیه جریان مستقیم/متناوب کم‌ولتاژ که به طور مناسب با مشخصات کنترل رله مطابقت دارد، جمع‌آوری کنید. همچنین توصیه می‌شود از یک بار آزمایشی کوچک، مانند یک لامپ رشته‌ای یا هر دستگاه گرمایشی لوله‌ای مناسب برای موقعیت استفاده شود. برای ایمنی و بررسی جداسازی، در صورتی که سازنده توصیه به تأیید جداسازی بین مدارهای ورودی و خروجی کند، به یک تستر ولتاژ بالا نیاز است. مشخصات سازنده اطلاعاتی درباره شماره قطعه، ولتاژ کنترل، جریان خروجی و جریان نشت در حالت خاموش ارائه می‌دهد. دانستن اینکه مدار DC است یا AC برای پیش‌بینی رفتار آینده دستگاه حیاتی است. SSR با صفر عبور ولتاژ فقط زمانی که ولتاژ برابر صفر است، قادر به سوئیچ است؛ به همین دلیل برای بارهای مقاومتی به کار می‌رود، در حالی که مدل آتش تصادفی برای کنترل فاز استفاده می‌شود.

آگاه بودن از خطرات ایمنی

خروجی رله حالت جامد می‌تواند به ولتاژ شبکه متصل شود و پایه فلزی آن احتمالاً بسیار نزدیک به اتصالات نیمه‌هادی زنده است. بنابراین، باید مدار از برق جدا شود، تمام خازن‌ها تخلیه شوند و ولتاژ با کمک مولتی‌متر دیجیتال قبل از ورود اپراتور به مدار بررسی شود. در طول آزمایش عملیاتی با برق، باید از مدار با فیوز مناسب استفاده شود تا رله متصل شود و هنگام کار در نزدیکی سیم‌های زنده، یک دست پشت کمر نگه داشته شود. در صورت آزمایش ایزولاسیون، باید به خاطر داشت که تستر ولتاژ بالا از چندین ولت بالا استفاده می‌کند و باید فقط توسط کارمند آموزش‌دیده زمانی که دستگاه از بقیه ماشین جدا شده است، کار کند.

چگونه یک رله حالت جامد را با مولتی‌متر تست کنیم

سوال متداولی که افراد در کارگاه‌ها می‌پرسند این است که چگونه رله حالت جامد را تست کنند رله حالت جامد, و حقیقت این است که در حالی که مولتی‌متر می‌تواند خرابی‌های عمده را تشخیص دهد، نمی‌تواند وضعیت دستگاه را به طور کامل نشان دهد. اما فقط با انجام چک مولتی‌متر، می‌توانید بیشتر رله‌های حالت جامد معیوب و اتصال کوتاه را در عرض چند دقیقه غربال کنید. ابتدا مطمئن شوید که دستگاه از منبع تغذیه جدا شده است. سپس مولتی‌متر را روی حالت دیود قرار دهید و ترمینال‌های ورودی یا کنترل رله حالت جامد را بررسی کنید. اگر این رله حالت جامد با ورودی DC کار می‌کند و از اپتوکوپلرها و LED استفاده می‌کند، ممکن است در یک جهت ولتاژ مستقیم و در جهت مخالف خوانش باز دریافت کنید، درست مانند یک دیود. اگر در هر دو جهت خوانش باز به دست آمد، نشان می‌دهد که ورودی باز است. برعکس، اگر خوانش‌ها در هر دو جهت بسیار نزدیک به صفر باشند، نشان‌دهنده اتصال کوتاه در ورودی است.

مرحله بعدی بررسی ترمینال‌های خروجی است. مولتی‌متر را روی حالت مقاومت قرار دهید و خروجی را بررسی کنید. در رله حالت جامد سالم باید مقاومت بالا در هر دو جهت مشاهده شود که به معنای عدم هدایت نیمه‌هادی است. اگر خوانش‌ها در یک جهت نزدیک به صفر باشند، نشان می‌دهد که خروجی اتصال کوتاه شده است که رایج‌ترین و خطرناک‌ترین خرابی رله حالت جامد است.

آزمایش عملکردی با تغذیه برق

آزمایش بهینه شده کامل روی میز آزمایش، آزمایش عملکردی با تغذیه برق نامیده می‌شود که در آن عملکرد دستگاه تأیید می‌شود. ترمینال‌های خروجی را به صورت سری با لامپ تحت آزمایش و منبع تغذیه مربوطه متصل کنید در حالی که اتصال کنترل آزاد باقی بماند. در صورت عدم وجود ولتاژ کنترل، لامپ باید خاموش بماند. اگر لامپ به طور ملایم روشن شود، نشان‌دهنده اتصال کوتاه در خروجی است. اکنون ورودی را با ولتاژ کنترل تغذیه کنید و رله سالم لامپ را با روشنایی کامل روشن خواهد کرد. پس از قطع ولتاژ کنترل، لامپ باید کاملاً خاموش شود. اگر خروجی با وجود ولتاژ کنترل در ورودی روشن نشود، نشان می‌دهد که دستگاه باز است یا اگر هنگام قطع ولتاژ کنترل خاموش نشود، به این معنی است که نیمه‌هادی خروجی خراب شده است.

در حالی که دستگاه هنوز روشن است، می‌توان افت ولتاژ در زمان کار را با استفاده از ولت‌متر اندازه‌گیری کرد. افت ولتاژ حدود ۱-۱.۵ ولت در SSR TRIAC AC طبیعی در نظر گرفته می‌شود و اگر بیش از حد بالا باشد، نشان‌دهنده پیر شدن و داغ شدن نیمه‌هادی است. اندازه‌گیری نشتی در حالت خاموش از طریق ولت‌متر نشان می‌دهد که دستگاه چقدر خوب سوئیچ می‌کند. بنابراین این دو خوانش، دستگاه ضعیف را از دستگاه خوب متمایز می‌کند.

تست SSR برای ورودی AC

همه واحدها سیگنال را با کنترل DC دریافت نمی‌کنند. در مورد واحد AC-in، ولتاژ کنترل انتظار می‌رود در بازه ۹۰-۲۸۰ ولت AC باشد، بنابراین فرمول بررسی دیود که قبلاً ذکر شد در این حالت کار نمی‌کند. برای این نوع دستگاه‌ها، روش ایمن و آسان انجام فقط آزمایش عملکرد با توان است: ولتاژ کنترل AC مشخص شده را روشن کنید و بررسی کنید که آیا دستگاه با آن روشن شده است یا خیر. بنابراین در واحد AC به دلیل ولتاژ پایین امکان اندازه‌گیری مقاومت وجود ندارد و تفسیر نتایج به‌دست‌آمده از ابزارهای اندازه‌گیری دشوار است.

تست ایزولاسیون و های‌پات

یک مولتی‌متر نمی‌تواند برخی ویژگی‌ها مانند وضعیت عایق بین مدارهای ورودی و خروجی را بررسی کند. در حالی که این مانع اطمینان می‌دهد که ولتاژ بالا به سمت کنترل کم‌ولتاژ سیستم نمی‌رسد، این یک مشخصه ایمنی مهم است که باید از طریق تست تحمل دی‌الکتریک یا تست های‌پات بررسی شود که شامل اعمال ولتاژ بالا به مدار ورودی/خروجی برای مدتی است در حالی که احتمال شکست یا جریان نشتی بیش از حد را کنترل می‌کند. دستگاهی که تست عملکرد را پاس می‌کند اما تست ایزولاسیون را رد می‌کند، رله حالت جامد ناایمن است و باید رد شود، زیرا نقص عایق نامرئی در هیچ بررسی سوئیچینگ نشان داده نمی‌شود. به همین دلیل برنامه‌های کیفیت جدی، تأیید های‌پات را اجباری و نه اختیاری می‌دانند.

رفتار حرارتی و خطاهای حرارتی

هنگامی که یک SSR فعال می‌شود، تمایل دارد که ولتاژ کاهش یابد و گرما تولید کند، که علت بیشتر خرابی‌ها در میدان است. یک SSR که در آزمایشگاه به طور عادی کار می‌کند ممکن است پس از عبور جریان برای چند دقیقه در یک هیت سینک با کیفیت پایین، شروع به رفتار عجیب کند. در صورت وجود هرگونه شک به خرابی حرارتی، توصیه می‌شود تست عملکردی با بار نامی در مدت زمان طولانی انجام شود و دمای صفحه پایه کنترل شود. اگر دستگاه افزایش در افت ولتاژ حالت روشن و رفتار سوئیچینگ نامنظم نشان دهد، به این معنی است که نیمه‌هادی آن فراتر از محدودیت‌های خود کار می‌کند. هیت سینک مناسب و مواد رابط حرارتی بخشی از راه حل هستند، اگرچه چرخه حرارتی در طول دوره تست مشکل را آشکار می‌کند. در نتیجه، SSRهایی که با حاشیه جریان کافی و به طور مناسب روی هیت سینک با ظرفیت مناسب نصب شده‌اند، تست‌ها را به خوبی پشت سر می‌گذارند، در حالی که دستگاهی که بیش از حد گرم شده باشد، در عرض چند دقیقه تست را رد می‌کند. ثبت دمای صفحه پایه در پایان آزمایش معیار استانداردی برای مقایسه‌های آینده فراهم می‌کند.

چگونه می‌توان یک رله حالت جامد را تست کرد

ترکیب برخی از بررسی‌های مختلف باعث می‌شود که شناسایی واحد معیوب آسان شود. یکی از نشانه‌های اصلی خرابی، باری است که بدون توجه به سیگنال کنترل، همچنان فعال باقی می‌ماند. مشکل مخالف مربوط به خروجی باز و همچنین مرحله ورودی مرده است. وقتی بار چشمک می‌زند و به خوبی سوئیچ نمی‌کند و فقط وقتی گرم می‌شود روشن می‌شود، وجود نیمه‌هادی با کیفیت پایین یا مشکل در کنترل را اثبات می‌کند. به طور کلی، برای تشخیص اینکه آیا یک رله حالت جامد خراب است، باید خوانش‌های متر و تست عملکرد سوئیچ همراه با بررسی ایزولاسیون به طور همزمان استفاده شود.

تست در مدار در مقابل خارج از مدار

اهمیت انجام بررسی برابر با اهمیت محل بررسی است. تمیزترین بررسی زمانی است که رله را از دستگاه جدا کنیم. این بهترین روش است، زیرا هیچ چیزی نمی‌تواند خوانش‌های شما را تحت تأثیر قرار دهد. البته، متر فقط رله را اندازه‌گیری می‌کند، تست عملکردی فقط به باری که شما می‌شناسید نیاز دارد و هیچ مدار موازی که اندازه‌گیری‌ها را پیچیده کند در این حالت وجود ندارد. با این حال، اگر موضوع اهمیت نهایی دارد، بهتر است SSR را جدا کرده و تست کنید. تست در مدار روشی آسان‌تر و سریع‌تر است زیرا دستگاه سیم‌کشی شده است، اما بسیاری از عناصر، مدارهای کنترل و بار ممکن است نتیجه را تحت تأثیر قرار دهند؛ بنابراین داده‌های به دست آمده از تست در مدار فقط به عنوان اطلاعات اولیه در نظر گرفته می‌شود. اگر مشکوک بود؛ آن را خارج از مدار بررسی کنید؛ در غیر این صورت ممکن است به اشتباه درباره عنصر معیوب نتیجه‌گیری کنید و دستگاه سالم را جایگزین کنید و مشکل واقعی باقی بماند.

اشتباهات رایج که باید از آنها اجتناب کرد

برخی اشتباهات رایج نیز توسط حرفه‌ای‌ها انجام می‌شود. اولین اشتباه انتظار داشتن این است که ترمینال یک SSR هنگام اندازه‌گیری با اهم‌متر، مدار باز یا اتصال کوتاه را نشان دهد؛ نیمه‌هادی‌ها رفتار متفاوتی دارند و مقادیر نشت معمولی با خوانش‌های خرابی اشتباه گرفته می‌شوند.

اشتباه دوم اعمال ولتاژ کنترل نادرست در طول فرآیند تست است، یا با تأمین ولتاژ ناکافی که مدار کنترل را فعال نمی‌کند یا نوع ولتاژ اشتباه (مثلاً تأمین DC به جای AC).

اشتباه سوم انجام تست بدون بار است که ممکن است خروجی معیوب را پنهان کند زیرا جریانی در سیستم جریان ندارد. اشتباه چهارم عدم انجام تست ایزولاسیون و فرض اینکه دستگاهی که به درستی سوئیچ می‌کند باید ایمن باشد. ممکن است سوئیچینگ رله کاملاً درست باشد اما همزمان عایق‌بندی را از دست بدهد. از تست روی میز تا تست در مقیاس تولید.

بحث قبلی حول این ایده می‌چرخد که هر رله به صورت جداگانه تست شود، که از نظر کاربرد در تعمیر و نگهداری مناسب است، اما وظیفه تولید داستان کاملاً متفاوتی است. خط تولید خودکار رله حالت جامد در حین عملیات یک کارخانه که صدها و هزاران SSR در هر شیفت تولید می‌کند، تست دستی هر SSR تولید شده به تنهایی غیرعملی، کند و غیرممکن برای مستندسازی مناسب جهت نیازهای گواهی‌نامه است.

فرآیندهای فردی تفاوت زیادی با موارد شرح داده شده در بخش‌های قبلی ندارند؛ اما باید خودکار شوند، به ترتیب چیده شوند و مستندسازی شوند.

یک روال خوب تکنیک‌ها را به سیستمی متصل می‌کند که هر بار قابل اجرا باشد. از بررسی بصری برای هر گونه شکستگی، تغییر رنگ و بوی سوختگی شروع کنید، زیرا هر تجهیزی که به صورت فیزیکی آسیب دیده باشد قبل از اینکه بتوان آن را آزمایش کرد، خراب می‌شود. سپس به صفحه نمایش متر در ورودی و خروجی بروید تا هر دستگاه مرده یا اتصال کوتاه را شناسایی کنید. با آزمایش زنده ادامه دهید تا عملکرد صحیح روشن و خاموش دستگاه تحت بار معمولی را تضمین کنید و افت ولتاژ را در حین عملیات اندازه‌گیری کنید. در هر صورت، با آزمایش ایزولاسیون برای ایمنی یا گواهی‌نامه پایان دهید. کار کردن به این ترتیب به این معنی است که هر مرحله یا دستگاه را پاک می‌کند یا قبل از اینکه وقت خود را روی قطعه‌ای که قبلاً نقص آن آشکار شده است تلف کنید، شما را متوقف می‌کند، که جوهر عملی یک روال خوب است. آزمایش SSR.

نتیجه‌گیری

درک اشتباه چهارم عدم انجام تست ایزولاسیون و فرض اینکه دستگاهی که به درستی سوئیچ می‌کند باید ایمن باشد. ممکن است سوئیچینگ رله کاملاً درست باشد اما همزمان عایق‌بندی را از دست بدهد. دستگاه‌ها به معنای احترام به تفاوت آن‌ها با رله‌های مکانیکی و استفاده از ابزار مناسب برای هر لایه از بررسی است. یک مولتی‌متر مشکلات عمده ورودی و خروجی را بررسی می‌کند، یک آزمایش عملکردی با توان تأیید می‌کند که سوئیچینگ نرم تحت بار انجام می‌شود در حالی که افت ولتاژ در حالت روشن و نشت را اندازه‌گیری می‌کند، و یک آزمایش hi-pot اطمینان می‌دهد که مانع ایزولاسیون وجود دارد که توسط هیچ مولتی‌متر قابل شناسایی نیست. این آزمایش‌ها برای نگهداری و عیب‌یابی کافی هستند. در صورت تولید در مقیاس بزرگ، همان اصول به صورت خودکار و قابل ردیابی در یک خط تولید واحد اعمال می‌شوند که تضمین می‌کند تمام محصولات تحویلی اثبات شده و مستند خواهند بود. یاد بگیرید چگونه بررسی‌های منفرد را درک کنید و سپس خواهید دانست چگونه با هر SSR کار کنید.