رله چیست و در صنعت چه کاربردی دارد؟

رله چیست؟

رله نوعی قطعه الکترونیکی-مکانیکی است که در مدارهایی که نیاز به قطع و وصل سریع جریان الکتریکی دارند قرار میگیرد ومانند کلید ولی بصورت هوشمند عمل قطع و وصل جریان الکتریکی را انجام میدهد.

تفاوت رله و کلید

در یک پاسخ ساده و بصورت ساختاری می توان گفت که رله همان کلید است با تفاوت اینکه کلید را نمی توان از راه دور کنترل نمود و یا از آن به عنوان کنترل کننده هوشمند بهره برداری کرد ولی رله این قابلیت ها را داشته و می توان آن را به صورت های مختلفی از جمله مکانیکی، حرارتی، مغناطیسی و…. قطع و وصل نمود و دیگر نیاز به عملیات سوئیچ به صورت دستی ندارد پس می توان رله را به عنوان یک کلید هوشمند دانست که علاوه بر داشتن ساختار اصلی کلید ویژگی های دیگری نیز دارد.

انواع رله و کاربرد آن ها

رله ها بر اساس نحوه کار، قطبیت، ساختار، کاربرد و …. طبقه بندی های مختلفی دارند که در ادامه مطلب به شرح تعدادی از آنها می پردازیم؛ با سوشیما همراه باشید.

رله های حفاظتی(قدرت)

رله هایی از قبیل جهتی، توانی، جریانی، فرکانسی، ولتاژی، رله های خاص و غیره که ما در اینجا از توضیح بیشتر این نوع رله به دلیل دور شدن از بحث اصلی خودداری می کنیم.

رله سنجشی

دارای 2 نوع ساده و مرکب میباشد و همانطور که از نام آن پیداست در زمینه سنجش عمل می کند – یعنی شما باید یک میزان خاص از حساسیت را برای آن تعریف نمایید تا رله در صورت مشاهده تخطی از آن میزان مشخص، شروع به واکنش نماید.

برای مثال رله ای که برای جریان های 2 آمپر تهیه شده است به محض اینکه جریان از 2 آمپر بیشتر گردد شاهد عکس العمل رله خواهیم بود و قاعدتا در جریان های زیر 2 آمپر در این رله اتفاق خاصی نباید رخ دهد.

رله زمانی

این نوع رله به تنهایی مورد استفاده قرار نمی گیرد و باید با تجهیزات دیگر درشبکه و یا مدارات همکاری می کند، این رله با توجه به زمانی که برایش تعیین می گردد مسئول قطع و یا وصل مدار می باشد.

رله جهت یاب

از این نوع رله برای کنترل و سنجش جهت توان و نیرو در کل شبکه و یا قسمتی از شبکه جریان متناوب استفاده می شود. و علت آن این است که یکی از عوامل مخرب در شبکه ها توان برگشتی می باشد که این نوع رله با توجه به کاربرد آن قابلیت این را دارد که جهت توان و نیرو را تشخیص داده و با توجه به عملکرد می تواند قسمی از شبکه را که دچار نقص یا خطا شده از سایر قسمت ها ایزوله نماید و حتی میتوان از این نوع رله ها جهت حفاظت از ژنراتور وتوربین موقع برگشت توان نیز استفاده کرد.

رله میلون

به رله های تک کنتاکت 5 پایه گفته می شود که در آن پایه ها با ترتیب خاصی هستند.

رله حالت جامد SSR

این نوع رله با توجه به ساختار آن کاملا متفاوت بوده و در دسته رله های الکترونیکی به صورت کامل قرار می گیرند. در واقع رله SSR که مخفف کلمه SOLID STATE RELAY می باشد به این دلیل رله حالت جامد نامیده می گردد که در ساختار آن هیچ نوع قطعه مکانیکی وجود ندارد و عملیات کلید زنی درون آن توسط نیمه هادی ها صورت می گیرد؛ همین عامل سبب شده تا طول عمر بالایی داشته باشد و از آن استفاده های مختلفی می گردد مخصوصا در مداراتی که کلیدزنی بالایی دارند (تعداد و سرعت قطع و وصل زیاد است) و یا برای کنترل فاز برای موتور ها و کاربرد های دیگر.

ساختار رله و نحوه عملکرد آن

همانطور که با انواع مختلف رله آشنا شدید رله ها بر اساس انواع عملکرد ساختار متفاوتی دارند، در اینجا ساختار رله را در ساده ترین حالت را توضیح میدهیم، که شامل قطعات زیر می باشند، این ساختار نشان دهنده قطعات اصلی یک رله بوده و نقش هر یک را شرح می دهد.

آهنربا

مهمترین بخش در رله آهنربا می باشد. که در واقع یک فلز است که خاصیت مغناطیسی ندارد اما با قرارگیری در یک میدان الکتریکی می تواند به آهنربا تبدیل شود.

تیغه در حال حرکت یا آرماتور متحرک

آرماتور متحرک یک قطعه فلزی ساده است که روی یک محور یا یک پایه متعادل می شود، به ایجاد یا قطع اتصال با پین های مربوط به آن کمک می کند.

کنتاکت یا اتصال دهنده ها

رساناهایی هستند که در دستگاه وجود دارند و به پایه ها متصل هستند.

قاب

معمولا از جنس پلاستیک هستند و اجزا تشکیل دهنده رله را در خود جای داده و از عوامل بیرونی محافظت می کند.

فنر (اختیاری)

تعداد کمی از رله ها به فنر احتیاج دارند اما در صورت استفاده از آن، برای اطمینان از حرکت آسان و آزاد آن، فنر به یک انتهای آرماتور متصل میشود؛ به جای فنر می توان از پایه فلزی استفاده کرد.

آشنایی با عملکرد رله ها

قبل از توضیح در مورد عملکرد رله ها بهتر است با پایه رله ها آشنا شوید

NO : این تیغه مربوط به کلیدی است که نشانگر مدار باز است، می‌باشد.

NC : این تیغه مربوط به کلیدی است که نشانگر مدار بسته است، می‌باشد.

COM : تیغه است که بین دو تیغه‌ی قبلی مشترک است.

این را در نظر بگیرید که در حالت عادی دو پایه nc و com با هم در اتصال‌اند.

هنگامی که جریان برق برقرار می‌شود رله‌ی ما از حالت عادی خارج می‌شود، بعد از جاری شدن برق، آهنربای موجود در رله خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کند در این هنگام آهنی که nc و com را به هم وصل کرد بود به سمت آهنربا می‌رود و از nc جدا می‌گردد. در این هنگام تیغه com به no متصل می‌شود و در نهایت مدار وصل می‌شود. قطع مدار هم برعکس فرآیندی است که توضیح دادیم.

تفاوت رله با کنتاکتور

رله و کنتاکتور عملکرد مشابهی دارند، اما تفاوت عمده‌ی بین رله و کنتاکتور این است که کنتاکتور می‌تواند مقدار زیادی جریان را تحمل کند، اما رله تنها می‌تواند مقدار کمی از جریان به‌اندازه 0.1 آمپر تا 20 آمپر را از خود عبور دهد.

جدول زیر نشان دهنده خلاصه ای از تفاوت های رله و کنتاکتور می باشد.

کاربرد های رله

وظیفه اصلی آن کنترل مدار ولتاژ بالا (مدار 230 ولت AC) با منبع تغذیه ولتاژ پایین (ولتاژ DC) است، رله ها نه تنها در مدار های بزرگ الکتریکی استفاده می شوند بلکه در مدار های کامپیوتری نیز برای انجام عملیات ریاضی کاربرد دارند.

رله یکی از پرکاربرد‌ترین قطعات موجود در مدارهایی است که دارای یک قسمت کنترلی الکترونیکی و یک سوییچ برای قطع وصل جریان برق با ولتاژ های بالا هستند. تقریبا همه پمپ‌های آبی که در آپارتمان‌ها و مجتمع‌ها به وفور یافت می‌شوند، چراغ‌های راهنمایی سر تقاطع‌ها، لامپ‌های اتوماتیک در پارکینگ‌ها، تایمر‌های چراغ‌های راهرو‌ها، دزدگیر‌ها و تجیهزات حفاظتی‌، سیستم استارت و برق داخلی خودرو ها، چراغ‌های تبلیغاتی نئون و چشمک زن، تابلو‌های حفاظتی برق، برخی از فیوز‌های الکترونیکی، لوازم خانگی نظیر یخچال، ماشین لباس شویی، ظرف شویی، سیستم‌های شوفاژ و پکیج و … همه از این قطعه استفاده می کنند.

در موارد تخصصی تر برای کنترل سوئیچ های موتور الکتریکی استفاده می شود. برای روشن کردن یک موتور الکتریکی به منبع تغذیه 230 ولت نیاز داریم اما در بعضی مواقع ممکن است وضعیتی وجود داشته باشد که موتور را با ولتاژ تغذیه DC روشن کنیم. در این موارد می توان از یک رله استفاده کرد.

تثبیت کننده های اتوماتیک یکی از مواردی دیگری است که در آن از رله استفاده می شود. وقتی ولتاژ تغذیه غیر از ولتاژ نامی باشد، مجموعه رله ها تغییرات ولتاژ را حس می کنند و مدار بار را با کمک قطع کننده های مدار کنترل می کنند.

در صورت وجود بیشتر از یک مدار در سیستم، برای انتخاب مدار استفاده می شود. در کنترل کننده های سیگنال حرکت، کنترل کننده های دما و … استفاده می شود.