Rơ le Bán Dẫn Và Ứng Dụng Điều Khiển Nhiệt Độ

Rơ le bán dẫn hay còn gọi là relay bán dẫn ( SSR ) được sử dụng rộng rãi để điều khiển các tải có công suất lớn – nhỏ một cách tuyến tính có thể tăng giảm mượt mà vẫn đảm bảo công suất hoạt động của hệ thống.

Các role SSR công nghệ mới sử dụng tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V để điều khiển công suất ngõ một cách chính xác kết hợp với bộ điều khiển lập trình PID 4-20mA việc điều khiển trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Rơ le bán dẫn là gì?

Rơ le bán dẫn (hay còn được gọi là solid state relay – SSR) là một loại rơ le điện tử được sử dụng để điều khiển tải điện từ xa, thay thế cho rơ le cơ truyền thống. SSR sử dụng các thành phần bán dẫn để thay thế cơ cấu chuyển động của rơ le cơ, giúp tăng độ chính xác và độ tin cậy của hệ thống điều khiển.

Các ứng dụng của SSR bao gồm điều khiển động cơ, đèn chiếu sáng, hệ thống điều khiển nhiệt độ, máy tính công nghiệp, hệ thống đo lường và kiểm soát, và nhiều ứng dụng khác.

SSR có nhiều ưu điểm so với rơ le cơ truyền thống, bao gồm tốc độ phản hồi nhanh, tuổi thọ dài, không gây tiếng ồn, không bị ảnh hưởng bởi từ trường, không cần bảo trì, tiết kiệm năng lượng và dễ dàng tích hợp vào các hệ thống điều khiển tự động.

Tuy nhiên, SSR cũng có một số hạn chế, bao gồm giá thành cao hơn so với rơ le cơ truyền thống, có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường, không thể chịu được dòng điện lớn, và cần được cài đặt chính xác để đảm bảo hoạt động ổn định.

Các loại Rơ le bán dẫn

Có hai loại chính của relay bán dẫn (SSR) là rơ le bán dẫn 1 pha và rơ le bán dẫn 3 pha, tương ứng với số pha của nguồn cung cấp điện được sử dụng.

• Rơ le bán dẫn 1 pha: Rơ le bán dẫn 1 pha được sử dụng để điều khiển tải điện 1 pha, bao gồm một đầu vào điều khiển và một đầu ra tải. Relay bán dẫn 1 pha thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản như đèn chiếu sáng, điều khiển động cơ nhỏ, và các ứng dụng điều khiển nhiệt độ đơn giản.
• Rơ le bán dẫn 3 pha: Rơ le bán dẫn 3 pha được sử dụng để điều khiển tải điện 3 pha, bao gồm 3 đầu vào điều khiển và 3 đầu ra tải. Relay bán dẫn 3 pha thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như động cơ điện, hệ thống đo lường và kiểm soát, và các ứng dụng điều khiển nhiệt độ phức tạp.

Ngoài ra, relay bán dẫn còn có thể được phân loại dựa trên cách điều khiển, bao gồm điều khiển bằng dòng điện DC hoặc AC, cũng như dựa trên loại tải được điều khiển, bao gồm tải kháng, tải dòng điện xoay chiều (AC), tải một chiều (DC) và tải động cơ xoay chiều (AC).

Rơ le bán dẫn 1 pha – 220V

Để sử dụng relay bán dẫn (SSR) 1 pha, bạn cần thực hiện các bước sau:

Kiểm tra yêu cầu kết nối: Đảm bảo rằng điện áp và dòng điện của tải phù hợp với thông số của rơ le bán dẫn.

Kết nối đầu vào: Relay bán dẫn 1 pha có hai đầu vào, một đầu vào dương và một đầu vào âm. Điều khiển rơ le bán dẫn thông qua đầu vào này bằng cách áp dụng điện áp tới đầu vào dương hoặc đầu vào âm.

Kết nối đầu ra: Relaybán dẫn 1 pha có hai đầu ra, một đầu ra dương và một đầu ra âm. Kết nối tải của bạn với đầu ra này.

Kiểm tra kết nối: Kiểm tra kết nối của bạn một lần nữa để đảm bảo rằng tất cả các đầu vào và đầu ra đều được kết nối chính xác.

Cấu hình relay bán dẫn: Thông thường, bạn cần phải cấu hình rơ le bán dẫn trước khi sử dụng. Hướng dẫn cấu hình có thể được tìm thấy trong tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất.

Sử dụng relay bán dẫn: Sau khi cấu hình xong, bạn có thể sử dụng rơ le bán dẫn để điều khiển tải điện từ xa.

Lưu ý rằng việc sử dụng rơ le bán dẫn cần phải tuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả.

Rơ le bán dẫn 3 pha

Rơ le bán dẫn 3 pha (Solid State Relay – SSR) là một thiết bị điện tử thay thế cho rơ le cơ truyền thống, được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện từ bằng cách mở hoặc đóng mạch điện.

Để sử dụng relay bán dẫn 3 pha, bạn cần kết nối ba đầu vào điện áp AC vào các chân L1, L2 và L3 của rơ le. Sau đó, bạn có thể kết nối các thiết bị điện từ của mình vào các chân đầu ra của rơ le bán dẫn.

Đối với tín hiệu điều khiển thường dùng 4-20mA hoặc 0-10V kết nối vào các chân Signal ( + ) và ( – ) tương ứng để nhận tín hiệu từ bộ điều khiển.

Khi rơ le được kích hoạt bằng tín hiệu điều khiển, nó sẽ mở hoặc đóng mạch điện tùy thuộc vào thiết bị điện từ được kết nối. Rơ le bán dẫn 3 pha thường được sử dụng để điều khiển các động cơ ba pha, đèn chiếu sáng, máy nén khí và các thiết bị điện từ khác trong các ứng dụng công nghiệp.

Tuy nhiên, khi sử dụng rơ le bán dẫn 3 pha, bạn cần lưu ý các thông số kỹ thuật như điện áp, dòng điện và tần số của mạch điện được điều khiển để đảm bảo rằng rơ le có thể hoạt động đúng cách và an toàn.

Các ứng dụng chính của rơle bán dẫn 3 pha bao gồm:

Điều khiển tải điện 3 pha: SSR được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện như động cơ điện, bơm nước, máy nén khí và hệ thống điều hòa không khí.

Điều khiển nhiệt độ: SSR cũng được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển nhiệt độ, chẳng hạn như điều khiển lò nung hoặc lò hấp.

Điều khiển áp suất: SSR có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện tử liên quan đến áp suất, chẳng hạn như máy nén khí hoặc máy bơm.

Ứng dụng trong môi trường công nghiệp: SSR được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện trong các ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như điều khiển dòng điện và điều khiển quá trình sản xuất.

Rơ le bán dẫn 4-20mA / 0-10V

Relay bán dẫn 4-20mA / 0-10V là một loại rơ le bán dẫn được sử dụng để điều khiển các thiết bị điện từ bằng tín hiệu dòng điện hoặc tín hiệu điện áp.

• Relay bán dẫn 4-20mA: Đây là loại rơ le bán dẫn được điều khiển bằng tín hiệu dòng điện trong khoảng từ 4mA đến 20mA. Khi tín hiệu dòng điện đi vào rơ le, nó sẽ kích hoạt chuyển mạch bên trong rơ le để mở hoặc đóng mạch điện. Rơ le bán dẫn 4-20mA thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, trong đó tín hiệu dòng điện được sử dụng để điều khiển các động cơ, van và các thiết bị điện tử khác.
• Rơ le bán dẫn 0-10V: Đây là loại rơ le bán dẫn được điều khiển bằng tín hiệu điện áp trong khoảng từ 0V đến 10V. Khi tín hiệu điện áp đi vào rơ le, nó sẽ kích hoạt chuyển mạch bên trong rơ le để mở hoặc đóng mạch điện. Rơ le bán dẫn 0-10V thường được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển ánh sáng, điều hòa không khí và các thiết bị điện tử khác.

Khi sử dụng relay bán dẫn 4-20mA / 0-10V, bạn cần lưu ý các thông số kỹ thuật như dải tín hiệu đầu vào, dải tín hiệu đầu ra, dòng điện tối đa và điện áp tối đa để đảm bảo rằng rơ le có thể hoạt động đúng cách và an toàn.

Bộ điều khiển PID cho rơ le bán dẫn

Bộ điều khiển relay bán dẫn 4-20mA (4-20mA solid-state relay controller) là một bộ điều khiển PID được sử dụng để điều khiển đầu ra 4-20mA vào SSR bán dẫn (solid-state relays).

Tín hiệu dòng điện 4-20mA được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng kiểm soát và đo lường, vì nó có độ ổn định cao và không bị nhiễu bởi tín hiệu nhiễu điện từ. Bộ điều khiển SSR bán dẫn 4-20mA sử dụng tín hiệu này để điều khiển các rơ le bán dẫn, điều chỉnh bộ tạo nhiệt độ tăng giảm nhanh chóng nhưng không gây thất thoát nhiệt.

Tương ứng với nhiệt độ cài đặt thì bộ điều khiển cho rơ le bán dẫn sẽ tự động tính toán cho ra tín hiệu mA truyền xuống relay bán dẫn. Vd như 12mA tại 50% công suất của SSR.

Bộ điều khiển relay bán dẫn 4-20mA thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, như trong hệ thống điều khiển quy trình sản xuất, hệ thống kiểm soát nhiệt độ, hệ thống báo động và hệ thống an ninh.

Như vậy, một hệ thống điều khiển nhiệt cần có ít nhât 4 thiết bị : cảm biến nhiệt độ, bộ điều khiển nhiệt độ PID 4-20mA, relay bán dẫn và thiết bị gia nhiệt.

Các thiết bị phải có thông số kỹ thuật tương đồng nhau từ input – output trên từng thiết bị. Việc lựa chọn cần có chuyên môn trong lĩnh vực điều kiển để lựa chọn thiết bị cho phù hợp.

Chúc các bạn thành công !

Kỹ sư Cơ – Điện Tử

Kỹ Sư Cơ – Điện Tử

Nguyễn Minh Hòa

Mobi : 097879.55.66

Mail : hoa.nguyen@huphaco.vn