رله کنترلی چیست و چه کاربردی دارد؟

رله چیست، کاربرد و انواع آن

رله نوعی کلید الکتریکی سریع یا بی ‌درنگ می باشد که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر باز و بسته خواهد شد. روش کنترل باز و بسته شدن این کلید الکتریکی به روش های مختلف مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی، الکترو استاتیک و… است.

رله، (Reley)سوئیچ یا کلیدهای برقی است که همچون کنتاکتورهای الکتریکی عمل می کند و مدارها را به صورت الکترومکانیکی یا الکترونیکی باز و بسته می کنند. رله قابلیت ایمنی و کلید زنی به صورت خودکار را داراست. اتصال رله به طور معمول در حالت باز (NO) است و این زمانی است که به برق متصل نیست. هنگامی که اتصالات رله به طور معمول بسته است یک اتصال بسته (NC) وجود دارد که رله در آن  فاقد انرژی برق  است.

رله در اثر تغییر كمیت الكتریكی مانند ولت، جریان و یا كمیت فیزیكی مثل درجه حرارت و حركت روغن تحریك شده و باعث به كار افتادن دستگاه های دیگر و در نهایت قطع مدار به وسیله ی كلید قدرت یا دژنكتور می شود. حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالی ها، به وسیله ی كلید قدرت انجام می شود. قبل از این كه كلید قدرت بتواند باز شود، سیم پیچی عمل كننده ی آن باید تغذیه شود این تغذیه به وسیله ی رله های حفاظتی انجام می شود.

به طور کلی رله یک کلید الکترونیکی است که به جای این که به صورت دستی به آن فشار وارد شده تا لامپ روشن شود باید به آن ولتاژ اعمال کرد تا لامپ را روشن کند. رله دارای یک ورودی و یک خروجی است. با اتصال ولتاژ به ورودی رله ها، میله ی فلزی داخلی آنها آهنربا شده و باعث می شود تا با حرکت خود، دو اتصال خروجی رله را به همدیگر متصل کند و بنابراین دو کنتاکت خروجی رله دقیقاً مانند یک کلید قطع و وصل عمل می کند.

رله ها شامل سیم پیچ, هسته آهنی و صفحه پلاتین است. ممکن است یک فنر به صفحه پلاتین متصل باشد یا این که خود صفحه پلاتین حالت فنری داشته باشد. رله قابلیت ایمنی و کلید زنی به صورت خودکار را دارا  است. رله از دو مدار جدا و كاملاً مستقل از هم تشكیل شده است.

اولی در پایین قرار دارد و آهنربای الكتریكی را تحریك می‌كند. وقتی كه كلید بسته است، سیم‌پیچ به آهنربای الكتریكی تبدیل می شود و تیغه را جذب می‌كند و تیغه به عنوان یك كلید برای مدار دوم عمل می‌كند. وقتی كه آهنربای الكتریكی فعال می‌شود، تیغه مدار دوم را كامل می‌كند و لامپ روشن می‌شود. وقتی كه آهنربا فعال نیست، فنر تیغه را دور می‌كند و مدار ناكامل باقی می‌ماند در نتیجه در این حالت لامپ خاموش است.

اساس کار رله در آن است که وقتی ولتاژی به سیم پیچ آن برسد، باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی شده و این میدان مغناطیسی نیز باعث قطع و وصل شدن کنتاکت های موجود در خود رله می شوند که می تواند به وسیله ی این کنتاکت ها بسیاری از وسایل الکتریکی و الکترونیکی را قطع و وصل و کنترل کند، این دستگاه در همه انواع وسایل به صورت پنهان یافت می‌شوند. رله ها در شکل‌ها، اندازه‌ها و توان‌های متنوع برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع رله کدام است؟

رله ها در انواع مختلف: رله اضافه جریان، رله دیفرانسیل، ، رله مخصوص، رله فرکانسی، رله دیستانس، رله جهتی، رله اورکارنت و رله میکروکنترل تولید می شوند که در ادامه به مختصر به معرفی چند نمونه از آنها می پردازیم، با ما همراه باشید.

– رله اورکارنت دایرکشنال (رله جریان زیاد):

روی این نوع رله ها زمان تنظیم شده است و طبق همین زمان مشخص شده عمل می کند. زمانی که اتصال از یک طرف تغذیه می شود. این نوع دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد. رله اورکانت در سه مدل وجود دارد:

الف)رله زمان ثابت که در زمان مشخصی تنظیم می شود.

ب) رله زمان معکوس، در این نوع رله هر چقدر شدت جریان زیادتر شود زمان قطع کمتر می شود.

پ) رله آنی که زمان عملکرد صفر است.

– رله دیستانس ( رله مقاومت سنج ) :

وقتی فاصله ی خط از مقدار تنظیم شده کمتر باشد، رله دیستانس به کار می افتد، در غیر این صورت عمل نمی کند. زمانی که جریان زیاد شود، هر چقدر این خط به رله نزدیکتر شود رله زودتر قطع می کند. وقتی در شبکه ای چندین رله دیستانس استفاده شود، زمانی که اتصالی رخ دهد، همه ی رله های دیستانس تحریک می شود، ولی تنها رله ای قطع می کند که به محل اتصال نزدیک باشد و بقیه ی رله ها به حال خود بر می گردند.

– رله حرارتی

این مدل رله ها از موتور الکتریکی در قبال حجم اضافه ای از بار، حفاظت می کنند. رل حرارتی بر اساس اختلاف ضریب انبساط طولی دو کار می کند. این قطعه از دو فلز که جنس یکی آهن و جنس دیگری برنج است، ساخته می شود و روی هم پچ شده و یک پارچه است. علاوه بر دو سیم 3 عدد تیغه نیز در آنها به کار رفته است. در کنار سیم حامل. اگر جریان بیشتر از حد مجاز باشد هادی گرم می شود. این گرما با بی متال انتقال پیدا کرده و باعث خم شدن تیغه می شود و به اهرم فشار می آورد، وقتی اهرم جا به جا شود، حالت کنتاکت به کار رفته در تغییر پیدا می کند و مدار را از کار می اندازد.

– رله جهتی:

در اکثر طراحی ها  باید جهت جریان برای نصب دستگاه رله مشخص شود، در چنین شرایطی از رله ها ی جهتی استفاده می شود. از نظر ساختمان داخلی و طرز كار، این رله به صورت های اندوكسیونی و الكترونیكی، مورد استفاده قرار می گیرد. رله جهتی دو سیم پیچ دارد كه یكی از آنها مانند رله های اضافه جریان، با شدت جریان ورودی تحریك و سیم پیچ دیگر با ولتاژ مناسبی تحریك می شود.

این رله ها از دو قسمت جهت یاب و اضافه جریان تشكیل شده اند و زمانی كه در شبكه تحت حفاظت، اتصالی اتفاق بیفتد، ابتدا این رله، جهت عبور شدت جریان به محل اتصالی را به وسیله ی قسمت جهت یاب تشخیص می دهد و بعد چنانچه جریان در جهت عملكرد رله باشد و نیز از نظر مقدار به اندازه ای باشد كه بتواند موجب تحریك قسمت اضافه جریان رله شود، رله جهتی تحریك شده و فرمان قطع را صادر می کند.

– رله قیاسی یا رله دیفرانسی:

وظیفه ی رله قیاسی، محافظت از مولدها، ترانسفورماتور ها، خطوط انتقال نیرو و شین های واقع در ایستگاه های انتقال نیرو به است. جریان ورودی و خروجی از دستگاه، توسط رله دیفرانسیل سنجیده می شود. در شرایط معمولی، زمانی كه هیچ گونه اتفاق با اتصالی پیش نیامده باشد، این جریان مساوی و یكسان است. ولی زمانی که در قسمت مورد حفاظت اتصالی ایجاد شود، جریان بی درنگ نامساوی شده و باعث عملكرد رله می شود.

* رله ها بر اساس نحوه ی کار کرد در دو دسته طبقه بندی می شوند:

۱- رله های الکترومکانیکی

۲- رله های الکترونیکی

– رله‌های الکترومکانیکی:

این رله، قطعاتی الکترومغناطیسی است که از یک بخش ثابت به نام «یوغ» و یک فنر متحرک به نام آرمیچر تشکیل شده است و مدار   میدان مغناطیسی را با بستن فاصله هوایی بین سیم‌پیچ الکتریکی آرمیچرِ متحرک کامل می‌کند. آرمیچر به گونه‌ای قرار گرفته که می‌تواند در اثر بسته شدن مسیر میدان مغناطیسی آزادانه حرکت کند و کنتاکت‌های الکتریکی را ببندد.

اتصال بین یوغ و آرمیچر معمولاً یک یا چند فنر است که کنتاکت‌ها را به حالت بدون انرژی، بازنشانی می‌کند. رایج‌ترین نوع رله‌های الکترومکانیکی از یک کویل یا سیم‌پیچ انرژی دهنده به نام مدار اولیه تشکیل شده‌ که به دور یک هسته آهنی با قابلیت نفوذپذیری پیچانده می‌شود.

– رله های الکترومکانیکی از قطعات اصلی و موارد دیگر تشکیل شده که عبارتند از:

1- قاب: قاب سنگین که در برگیرنده ی قطعات رله است و از آنها پشتیبانی می کند.

2-  سیم پیچ: سیم در اطراف هسته ی فلزی پیچیده شده است، سیم پیچ باعث ایجاد میدان مغناطیسی می شود.

3-  آرمیچر: قطعه ی متحرک رله، میله فلزی و اتصالات را باز می کند و می بندد. یک میله فنری متصل به میله فلزی، آن را به جایگاه  اصلی خود بر می گرداند.

4- اتصالات: بخش اجرایی یک کلید که باعث( بسته شدن) یا  شکاف (بازشدن) یک مدار می شود

– رله الکترونیکی:

رله الکترونیکی معمولاً در یک مدار یا چند مدار متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرد که آن مدار نیازمند کنترل است و این امر عموماً با کمک سیگنال‌های دریافتی اتفاق می افتد. رله الکترونیکی از قسمتهای مختلف همانند: آهنربا، تیغه در حالت حرکت، فنر ارتجاعی، کنتاکت، قالب و یوغ تشکیل شده است. آهنربا مهمترین بخش در رله است. نکته ی قابل توجه در مورد آهنربای موجود در رله این است که این آهنربا در واقع یک فلز است و خاصیت مغناطیسی ندارد ولی می تواند با قرارگیری در یک میدان الکتریکی به آهنربا تبدیل شود. جنس تیغه‌ی در حال حرکت از فلز است. این تیغه در واقع دستورات کنتاکت متصل به خود را انجام می‌دهد و مدار مورد نظر باز یا بسته می‌کند.

معمولاً بعضی از رله‌ها به فنر نیاز ندارند و بود و نبود آن چندان تفاوتی ایجاد نمی‌کند. فنر به تیغه ی متحرک متصل می‌شود و حرکت آن را روان‌تر می‌کند. قالب رله الکترونیکی معمولاً از جنس پلاستیک است که اجزای تشکیل دهنده‌ی رله را در خود جای می‌دهد و از آنان در برابر عوامل بیرونی محافظت می‌کند. در رله هسته ای وجود دارد که روی آن هسته یک قطعه‌ی فلزی قرار گرفته هنگامی که هسته خاصیت آهنربایی پیدا می‌کند، یوغ تیغه متحرک را به خود جذب می‌کند و آن را نگه می‌دارد.

رله الکترونیکی در انواع مختلف : رله‌ی آمپر شیشه‌ای، رله‌ی مخابراتی، رله‌ پایه ایزومی، انواع رله‌ها با ولتاژهای متفاوت، رله آی سی، رله‌ بچه میلون، رله‌ حالت جامد، رله‌ی با قابلیت فیش خوری، رله‌ی ماشینی فیش خور، رله‌ی مخابراتی بوبین کنار، رله‌ی مینیاتوری، رله‌ی پایه سوزنی، رله‌ی کتابی و رید رله تولید می شوند.

* با پایه‌های رله آشنا شوید :

1  . no : این تیغه مربوط به کلیدی است که نشانگر مدار باز است.

2 . nc : این تیغه مربوط به کلیدی است که نشانگر مدار بسته است.

3 . com : تیغه است که بین دو تیغه‌ی قبلی مشترک است.

انواع رله ها از نظر ولتاژ :

رله ها در انواع ولتاژهای 3 – 6 – 9 – 12 – 24 و غیره تولید و در اختیار مشتریان قرار می گیرد. در رله ها باید به تعداد کنتاکت های آنها دقت کرد، یک رله می تواند  از یک جفت کنتاکت و یا بیشتر برخوردار باشد. هر کدام از کنتاکت ها دارای کنتاکت باز و کنتاکت بسته است.

رله ssr

یکی از انواع رله های الکترونیکی رله ssr یا حالت جامد، می باشد که عملکردی مانند با همتای مکانیکی دارد. اما فاقد قسمت متحرک بوده و این موضوع منجر به طول عمر بالای این محصول می شود. به طور معمول کاربرد این قطعه برای مداراتی است که از تعداد دفعات بالای کلید زدن، برخوردار هستند.  لازم به ذکر است که ابعاد کوچکتری از همتای مکانیکی نیز دارد.

رله فیندر

رله شیشه‌ای فیندر، وسیله‌ای مانند یک کنتاکتور می باشند. این وسیله از تعدادی کنتاکت و یک بوبین برخوردار می باشد که با برق‌دار شدن بوبین، کنتاکت‌ها تغییر وضعیت خواهند داد. این قطعه جهت قطع و وصل بارهای کوچک در مدارهای فرمان، کاربرد دارد. از ویژگی های دیگر این محصول قیمت پایین، ابعاد کوچک و طول عمر بالای آن  است.

رله کنترل فاز

این نوع از رله نیز از انواع دیگر حفاظت‌کننده ها می باشد که وظیفه آن پیشگیری  از بروز عیب در مدار قبل از شروع به کار الکتروموتور را برعهده دارد. این قطعه شامل سه ورودی برای برق سه فاز، یک ورودی نول، یک تیغه باز ۱۵و ۱۶ و یک تیغه بسته ۱۵ و ۱۸ می باشد. لازم به ذکر است که دقت کنید تیغه باز این قطعه در مسیر جریان مدار فرمان و تیغه بسته به آلارم، متصل شود.

رله زمانی

رله‌های زمانی از تجهیزات فرمان دهنده مدارهای کنترل به شمار می روند. این تجهیزات، کنترل مدار در مدت زمان مشخصی را انجام می‌ دهند. همچنین به انواع مختلفی مانند موتوری، الکترونیکی، نیوماتیکی، بی‌متال یا حرارتی و هیدرولیکی دسته‌بندی می گردد.

رله ها دو کاربرد اصلی دارند:

-ایزوله الکتریکی بین قسمت کنترل و بار

– افزایش توان خروجی (تقویت توان خروجی بخش کنترلی)

همانگونه که ذکر شد رله دستگاهی است که در اثر تغییر کمیت الکتریکی مثل ولت، جریان و یا کمیت فیزیکی مانند درجه حرارت و حرکت روغن تحریک می شود و موجب به کار افتادن دستگاه های دیگر و در آخر باعث قطع مدار به وسیله کلید قطع و قدرت یا دژنکتور می شود. رله‌ها برای حفاظت و تقویت جریان خروجی تجهیزات کنترلی مانند PLC  و دیگر تجهیزات استفاده می‌شود و کنتاکتور برای تقویت سیگنال خروجی رله در کنترل تجهیزات قدرت اعم از الکتروموتورها ، بانک‌های خازنی، مدارات روشنایی، گرم‌کن‌های الکتریکی، سانسورها، تابلو برق استفاده می‌شود.

رله ها همچنین در وسایل خانگی (مثل موتور یا چراغ) كه به وسیله‌ی یك كنترل الكتریكی روشن می‌شوند و برای اجرا كردن جبر بولی استفاده می شوند رایج است. برای استارت زدن ماشین، در چراغ راهنمایی، در دزدگیر ها و اخطار حفاظتی تابلوهای مغازه هایی که از چراغ تبلیغاتی نئونی، در سیستم های برقی پمپ آب، در وسایل گرمایشی و سرمایشی مانند بخاری برقی، کولر گازی، شوفاژها و پکیج ها، یخچال، ماشین لباس شویی، ظرف شویی و خیلی از موارد دیگر از آن استفاده می شود. در واقع وظیفه اصلی این وسیله در مرحله اول حفاظت است که در مدل های حفاظتی و قدرتی بیشتر به چشم می آید.

به وسیله ی رله محل وقوع عیب از شبكه جداسازی شده باعث می شود كه سایر قسمت های سالم شبكه همچنان به كار خود ادامه دهند و پایداری و ثبات شبكه به همان حالت قبلی محفوظ بماند. تجهیزات و دستگاهها در مقابل عیوب و اتصالی ها محافظت شده و میزان خسارات وارده به آنها محدود گردد .

چرا باید از رله استفاده کنیم؟

شاید برایتان سوال باشد که چرا از کلید معمولی استفاده نمی شود ولی در واقع ویژگی های زیادی در دل رله نهفته است که فقط منحصر به این وسیله است. این وسیله به مانند تمامی کلیدهای الکتریکی دیگر عمل می کند و در سر راه سیم فاز که همان قطب مثبت در برق مستقیم است، قرار دارد و برای اینکه بتوانید یک وسیله برقی را با یک کلید خاموش و یا روشن کنید می بایستی حتماً سیم نول برق شهری و یا سیم منفی برق مستقیم را به صورت کاملاً مستقیم به دستگاه برقی وصل کنید.در این بین سیم فاز را به پایه COM و سر دیگر سیم را هم به عنوان رابط فاز به پایه NO یا NC دستگاه برقی خود، متصل می کنیم.

تفاوت رله و کانکتور

در واقع هر دو قطعه، یک قطعه الکترونیکی محسوب می شود ولی در آخر  تفاوت های زیادی را می توان برای آن ها در نظر داشت که عبارت اند از :

رله یک قطعه تکفاز می باشد ولی کانکتور بیشتر به شکل 3 فاز کار می نماید

کنتاکتور حجم بالایی می گیرد ولی برخلاف آن رله حجم کمتری در شامل می شود

در زمان  کار کردن سر و صدایی که از کنتاکتور خارج می شود خیلی بیشتر است

طول عمر کانکتور در مقایسه با  رله بسیار کمتر می باشد

به نسبت کانکتور، نویزپذیری رله خیلی کمتر است

کنتاکتور به واسطه تیغه های الکترومکانیکی که در آن وجود دارد بیشتر در مدارهای قدرت استفاده می شود اما بیشترین کاربرد رله در مدارهای فرمان است

به کانکتور می توان لوازم جانبی مانند تایمر وصل کرد

تیغه هایی که در کانکتور وجود دارد قابل ارتقاء هستند

هزینه خرید کانکتور خیلی بیشتر از رله است

ابعاد کانکتور خیلی بزرگ تر از رله است

مزایای استفاده از رله:

– از آنجایی که ماهیت رله مغناطیسی است برای حفاظت از مدار بسیار مناسب است، برای این که قسمت قدرت با جریان های بالا را نسبت به مدار الکترونیکی فرمان ایزوله می کند.

– با توجه به ساختار رله ها، آنها می توانند چندین آمپر را تحمل کنند از این رو نسبت به مقرون به صرفه تر است.

– یکی از مزیت‌های مهم رله خودکار بودن آن است یعنی بدون نیاز به دخالت انسان می‌تواند یک مدار را قطع یا وصل کند، برای انجام این کار به سیگنال‌های متعددی نیاز است.

معایب استفاده از رله:

– تغییر وضعیت این قطعه ممکنه با تولید جرقه همراه باشد، همین امر باعث شده تا برای محیط های دارای گازهای قابل اشتعال و مواد شیمیایی منفجره یا حساس به الکتریسیته مورد استفاده قرار نگیرد.

– از آنجایی که رله وسیله ای مکانیکی است بنابراین از سرعت عملکرد بالایی برخوردار نیست، برای این که در بسیاری از موارد به ویژه جریان های بالا زمانی که صحبت از امنیت می شود، این وسیله قادر به پاسخ گویی سریع و یا عملکرد سریع نیست.

– برای کارکرد انواع رله حداقل به یک میزان ولتاژی نیاز است. وقتی ولتاژ پایین باشد، رله قادر به انجام کار نخواهد بود.

– هنگام استفاده از رله‌های الکتریکی  در حالت کلی نباید کنتاکت‌های رله را برای کار در جریان‌های بالا با یکدیگر موازی کرد. زیرا رله‌هایی که به صورت مکانیکی عمل می‌کنند دقیقاً در یک لحظه و به صورت همزمان باز یا بسته نمی‌شوند. در نتیجه، ممکن است یکی از رله‌ها، حتی برای یک لحظه کوتاه، دچار اضافه جریان شده و رله آسیب ببیند.

اجزای رله‌ های مکانیکی

بوبین (سیم‌پیچ ) ورودی: بوبین، سیم‌پیچ یا کویل ورودی. جهت عملکرد بوبین نیاز به اتصال دوسر تغذیه ( + و -) به دوسر آن است.

تیغه مشترک – COM : به این پایه سیگنال مشترک ( فاز در سیستم تکفاز و سر + تغذیه در سیستم DC) اتصال داده می شود.

سخن پایانی

رله یک وسیله الکترونیکی می باشد که  از ویژگی  ایمنی و کلید زنی به صورت خودکار  برخوردار است. رله در واقع وقتی که یک سیگنال همچون تغییرات فشار یا ولتاژ را دریافت می نماید، کنتاکت‌های بار الکتریکی را بسته یا باز خواهد کرد. رله الکترونیکی معمولا در یک مدار یا چند مدار متعددی مورد استفاده قرار می ‌گیرد که آن مدار نیازمند کنترل شدن باشد که این امر عموما با کمک سیگنال‌های دریافتی به وقوع می‌پیوندد.

نمایندگی فروش انواع رله کنترل فاز، سه فاز، تنظیم، مدار، تک فاز، لطفا جهت استعلام خرید رله کنترلی و نمایشی، سفارش، دریافت مشخصات فنی و دانلود کاتالوگ کلیک کنید

نمایندگی اشنایدر الکتریک در زمینهٔ مهندسی برق و تولید تجهیزات الکتریکی، الکترونیکی، تولید، توزیع و انتقال انرژی الکتریکی فعالیت می کند. با مراجعه به سايت ما می‌توانيد به راحتی و با اطمینان از اصالت کالا، خرید رله کنترل فاز مورد نظر خود را انجام دهید.
مرجع مقاله: بابا ادیسون