Relè a STATO SOLIDO: cosa sono?

• SSR (solid state relay):

Nell'automazione industriale, esistono tante tipologie di relè, tra i quali vengono menzionati i relè così definiti a " STATO SOLIDO", o più comunemente chiamati "SSR" (SOLID STATE RELAY). Come mai questa tipologia di relè è così ambita e utilizzata? per scoprirlo dobbiamo partire dagli albori storici della nascità del "Relè elettromeccanico comune", e capire nella sua funzione primaria ed essenziale, il suo funzionamento.

UN PO' DI STORIA

Il comune Relè elettromeccanico come lo si conosce ora, fu inventato agli inizzi del XIX secolo quando, nel 1825, un certo inventore e scienziato statunitense di nome Joseph Henry, migliorò e perfezionò il funzionamento dell'elettromagnete di Sturgeon .

Henry infatti sfrutta il principio scoperto dal collega Sturgeon, ossia il fatto che facendo circolare una certa corrente elettrica attraverso un filo conduttore, esso genera un campo magnetico; se poi questo filo viene avvolto a spirale attorno ad una barra di ferro, il campo magnetico aumenta ancora di più, facendo assumere alla barra stessa una forza di "attrazione" verso un qualsiasi altro oggetto ferroso. E' il principio della calamita elettromagnetica.

• Invenzione del RELE' ELETTROMECCANICO

A questo punto Henry osservando il comportamento del magnete, ossia avere la proprietà di sviluppare/generare una forza di "attrazione" verso un altro oggetto costituito di materiale metallico conduttore, capì che si poteva sfruttare questa forza facendo tramite essa, azionare un ulteriore dispositivo di tipo meccanico, che potesse attivare a sua volta un comune circuito elettrico. Per fare ciò serviva una forza d'attrazione in grado di "muovere" queste 2 parti di sistema, (leva + contatto) ma non fu un problema per Henry, che aveva scoperto come aumentare (in sicurezza) il livello di forza d'attrazione sviluppata dal magnete.

Intuito il principio trasformò l'idea in realtà. Accostò al magnete (bobina) alimentato da un suo circuito indipendente, una sorta di "leva meccanica" metallica (armatura) che avrebbe risposto alla forza di attrazione generata dal magnete stesso nel momento in cui esso fosse alimentato da corrente elettrica. A questa "armatura" collegò meccanicamente un sistema di "contatto" elettrico il quale veniva "chiuso" se l'armatura a esso collegato, eccitata dalla bobina in attrazione, spostava letteralmente il contatto dal polo chiuso al polo "aperto", e di conseguenza "riaperto" una volta che la bobina non essendo più alimentata, perdeva la sua forza d'attrazione generata verso l'armatura che faceva tornare il contatto elettrico alla sua posizione iniziale di riposo. Come si nota, iniziano ad apparire termini a noi conosciuti, come "BOBINA", "ARMATURA"e "CONTATTO ELETTRICO", ossia i nomi che rappresentano le tre componenti fondamentali del RELE' comune.

Il relè elettromeccanico era inventato.

• DISSIPATORI: a cosa servono

Una parentesi è doveroso aprirla su particolari accessori inerenti ai relè SSR a STATO SOLIDO. Stiamo parlando dei DISSIPATORI di calore.

Un relè SSR infatti mostra numerosi vantaggi come abbiamo visto rispetto un classico relè elettromeccanico, quali: assenza di usura meccanica, alta portata di corrente con ridotte dimensioni, silenziosità nel funzionamento, assenza di archi elettrici tra i componenti interni.

D'altrocanto però, qualche incoveniente è presente come il surriscaldamento del componente interno semiconduttore (TRIAC) il quale, soprattutto in presenza di carichi ad alto assorbimento di corrente elettrica, tende a surriscaldarsi notevolmente. Se questo calore non viene correttamente "dissipato", può causare il surriscaldamento del relè stesso, causandone la rottura e / o addirittura la fusione dello stesso.

• Come fare quindi per ridurre se non evitare questa problematica?

Semplicemente applicando al relè un apposito DISSIPATORE di calore, il quale, essendo costituito da materiale metallico, mostra la particolarità di dissipare il calore dello stesso relè. Spesse volte quest'ultimo componente non viene considerato nell'applicazione di un relè SSR, ma è buona norma tenerne conto in quanto aumenta notevolmente la vita dello stesso relè.