ソリッド ステート リレー (SSR) は、プラスチック、包装、食品および飲料、HVAC、半導体、再生可能および伝統的エネルギー、石油およびガス、輸送、印刷、研究室、窯およびオーブン、照明、医療、およびモーション コントロールなどのさまざまな業界で使用されることが増えています。 SSR には可動部品がなく耐用年数が長いため、電磁リレー (EMR) の代替としてよく使用されます。さらに、接触面でのアーク放電の存在による接触侵食や電気的干渉の影響を受けません。
ソリッドステート リレーにはさまざまなタイプの負荷をサポートできる複数の構成があるため、設計者は、用途に合わせてソリッドステート リレーを選択する方法を理解する必要があります。これは、モータ、ウォーターポンプ、ファンなどの誘導負荷の制御などの産業用途で特に顕著であり、これらは抵抗負荷であるため、加熱および照明用途とは異なる種類のリレーを必要とします。
この記事では、SSR が産業オートメーションおよびファクトリーオートメーションに優れた選択肢である理由を簡単に説明します。次に、Carlo Gavazzi のデバイスを例に、その目的、特徴、用途に応じたデバイスの選択方法が紹介されました。
なぜSSRを使うのか？
産業用および工場オートメーション システムでは、要件を満たす次の特性を備えた開閉装置が必要です。低コスト、高い信頼性、短い作動時間、接触振動やアークがないこと、最小限の電磁干渉 (EMI)、過酷な環境への耐性、機械的衝撃や振動に対する強い耐性です。 SSRは、スイッチ動作におけるメカニカルリレーのアーマチュアや接点を半導体素子で置き換えることで、これらの要求に応えます。 SSRは全密閉型であるため、耐衝撃性、耐振動性、耐湿性、耐薬品性、耐防塵性などの特性も備えています。したがって、デバイスは長寿命であり、信頼性が高い。
したがって、アプリケーションに合わせて SSR を選択する場合は、アプリケーションの要件とリレーの仕様を一致させるために、制御負荷と SSR の基本特性を理解する必要があります。
SSR制御・負荷仕様
SSRはACまたはDC制御電圧を使用して制御できます。 DC 制御は、通常 4 V ～ 32 V の低電圧を使用します。また、4 mA ～ 20 mA の電流ループまたは 1 VDC ～ 10 VDC アナログ入力も使用できます。通信制御に使用する電圧範囲はAC24V～AC275Vです。
SSR 負荷は AC または DC にすることができます。 SSRの最大AC負荷電圧はAC690V、定格AC電流は125Aです。DC定格はDC500V、100Aです。
電気負荷の種類
電気負荷は、主な電気的特性に従って分類されます。モーター、ファン、ポンプはすべて誘導負荷です。負荷電流と電圧が同期しておらず、電流が電圧より遅れています。誘導負荷は、逆起電力 (EMF) と呼ばれる逆電圧電位を生成することにより、負荷電流の変化に対抗します。誘導負荷で使用されるソリッドステート リレーは、これらの電圧に耐えることができなければなりません。
ヒーター、オーブン、電気ストーブ、乾燥機、照明器具などの機器は抵抗負荷に属します。抵抗負荷の電圧と電流は同相です。
容量性負荷は、負荷電圧の変化に耐えることができます。容量性負荷の電流と電圧は同期しておらず、電流が電圧よりも進んでいます。ほとんどのスイッチ モード電源と一部の医療機器 (除細動器など) には容量性負荷があります。容量性負荷に初めて電圧が印加されたとき、そのインピーダンスは非常に低いため、大きなサージ電流が発生します。
各負荷の特性により、負荷の制御に必要な SSR のタイプが決まります。