تبدیل یک ورودی الکتریکی کوچک به خروجی با جریان بالا کار آسانی نیست، اما این کار برای کارکرد موثر طیف وسیعی از وسایل و وسایل نقلیه استاندارد ضروری است. بسیاری از مدارها با استفاده از رله هایی که در انواع تجهیزات الکترونیکی ضروری هستند، این تبدیل ها را به دست می آورند.
«رله‌های» تعبیه‌شده در محصولات الکتریکی به روشی مشابه کار می‌کنند. آن ها یک سیگنال الکتریکی دریافت می کنند و با روشن و خاموش کردن سوئیچ، سیگنال را به تجهیزات دیگر ارسال می کنند.
به عنوان مثال، هنگامی که برای تماشای تلویزیون دکمه کنترل از راه دور تلویزیون را فشار می دهید، یک سیگنال الکتریکی به “رله” داخل تلویزیون ارسال می کند و برق اصلی را روشن می کند. انواع رله ها در بسیاری از کاربردها برای کنترل مقادیر مختلف جریان و تعداد مدار استفاده می شوند. ما در این مقاله به طور مختصر به بررسی انواع رله می پردازیم.
رله چیست؟
رله ها کلیدهایی هستند که مدارها را به صورت الکترومکانیکی یا الکترونیکی باز و بسته می کنند. رله ها یک مدار الکتریکی را با باز و بسته کردن کنتاکت ها در مدار دیگر کنترل می کنند. هنگامی که یک کنتاکت رله به طور معمول باز است، زمانی که رله برق ندارد، یک کنتاکت باز وجود دارد. هنگامی که یک کنتاکت رله به طور معمول بسته است، هنگامی که رله برق ندارد، یک کنتاکت بسته وجود دارد. در هر صورت، اعمال جریان الکتریکی به کنتاکت ها وضعیت آن ها را تغییر می دهد.
رله‌ها معمولاً برای سوئیچ کردن جریان‌های کوچک‌تر در مدار کنترل استفاده می‌شوند و معمولاً دستگاه‌های مصرف‌کننده برق را کنترل نمی‌کنند، مگر برای موتورهای کوچک و شیر برقی که آمپر کم می‌کشند. با این وجود، رله‌ها می‌توانند ولتاژها و آمپرهای بزرگ‌تر را با داشتن یک اثر تقویت‌کننده «کنترل» کنند، زیرا ولتاژ کوچک اعمال شده به سیم پیچ رله می‌تواند منجر به تغییر ولتاژ بزرگ توسط کنتاکت‌ها شود.
رله‌های حفاظتی می‌توانند با تشخیص ناهنجاری‌های الکتریکی از جمله جریان بیش از حد، جریان زیر، اضافه بار و جریان‌های معکوس از آسیب‌دیدگی تجهیزات جلوگیری کنند. علاوه بر این، رله ها هم چنین به طور گسترده ای برای تعویض سیم پیچ های راه اندازی، عناصر گرمایش، چراغ های پیلوت و آلارم های صوتی استفاده می شوند.
چرا از رله استفاده کنیم؟
رله ها قطعات بسیار متنوعی هستند که در مدارهای پیچیده به همان اندازه مدارهای ساده موثر هستند.
آن ها را می توان به جای سایر اشکال کلید استفاده کرد یا می توان آن ها را به طور خاص بر اساس عواملی مانند آمپر مورد نیاز طراحی کرد.
رله چگونه کار می کند؟
رله ها در اندازه، ظرفیت و کاربردهای مربوطه متفاوت هستند. با این حال، اگرچه ممکن است از این جنبه ها متفاوت باشند، اما همه رله ها اساساً به یک شکل عمل می کنند: یک مدار برای تغذیه مدار دیگر استفاده می شود.
روش خاصی که در آن رخ می دهد بستگی به این دارد که رله به طور معمول باز (NO) یا به طور معمول بسته (NC) باشد.
انواع رله
انواع مختلفی از رله وجود دارد مانند:
- رله الکترومکانیکی
- رله چفت کننده
- رله کواکسیال
- رله حالت جامد
- رله غیر چفت کننده
- رله نی
- رله ولتاژ بالا
- رله سیگنال کوچک
- رله تاخیر زمانی
- رله چند بعدی
- رله حرارتی
- رله دیفرانسیی
- رله فاصله
- رله خودرو
- رله فرکانس
- رله پلاریزه
- رله چرخشی
- رله دنباله ای
- رله کویل متحرک
- رله بوخهلتس
- رله ایمنی
- رله نظارتی
- رله خطای زمین
همه این رله‌ها و بسیاری دیگر از رله‌ها بر اساس عملکرد، نوع کاربرد، پیکربندی یا ویژگی‌های ساختاری و غیره طبقه‌بندی می‌شوند. حال اجازه دهید نگاهی به انواع رله بیندازیم که در بسیاری از کاربردها بیش تر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
رله الکترومکانیکی
رله های الکترومکانیکی دارای یک سیم پیچ الکترومغناطیسی و یک کنتاکت متحرک مکانیکی هستند. هنگامی که سیم پیچ جریان را دریافت می کند، میدان مغناطیسی ایجاد می کند که تماس متحرک یا آرمیچر را جذب می کند. هنگامی که سیم پیچ قدرت خود را از دست می دهد، میدان مغناطیسی خود را از دست می دهد و یک فنر تماس را جمع می کند. رله‌های مکانیکی می‌توانند مقدار زیادی جریان را تحمل کنند، اما در سوئیچینگ به اندازه سایر رله‌ها سریع نیستند. آن ها را می توان با جریان های AC یا DC، بسته به کاربرد و طراحی، استفاده کرد.
رله حالت جامد
رله‌های حالت جامد، قطعات الکترونیکی حالت جامد هستند که هیچ قطعه متحرکی ندارند، که باعث افزایش قابلیت اطمینان طولانی‌مدت آن‌ها می‌شود. انرژی کنترلی مورد نیاز بسیار کم تر از توان خروجی است و در نتیجه افزایش توانی بالاتر از بیش تر رله‌های دیگر ایجاد می‌کند. آن ها معمولاً کوچک ترین رله ها هستند و هم چنین در سوئیچینگ سریع تر از سایر رله ها هستند و بنابراین برای برنامه هایی مانند ترانزیستورهای کامپیوتری استفاده می شوند. کامپیوترها میلیون ها دستور را در ثانیه اجرا می کنند و به سوئیچ های ترانزیستوری با سرعت بالا نیاز دارند.
رله نی
رله های نی دارای یک سوئیچ نی و یک سیم پیچ الکترومغناطیسی هستند. سوئیچ از دو تیغه فلزی که نی نیز نامیده می شوند تشکیل شده است که در یک لوله شیشه ای پر از گاز بی اثر مهر و موم شده اند. هنگامی که سیم پیچ جریان را دریافت می کند، تیغه ها یکدیگر را جذب می کنند و یک مسیر بسته را تشکیل می دهند. از آن جایی که هیچ آرمیچر متحرکی وجود ندارد، فرسودگی تماس مشکلی نیست. آن ها می توانند سریع تر از رله های بزرگ تر سوئیچ شوند و برای عملکرد به ولتاژ پایینی از مدار کنترل نیاز دارند.
رله کواکسیال
رله های کواکسیال زمانی استفاده می شوند که فرستنده ها و گیرنده های رادیویی یک آنتن مشترک داشته باشند. آن ها سیگنال فرکانس رادیویی را از گیرنده به فرستنده سوئیچ می کنند. این عمل گیرنده را در برابر قدرت بالای فرستنده محافظت می کند. کنتاکت ها فرکانس رادیویی را به سمت منبع منعکس نمی کنند و پایانه های گیرنده و فرستنده را ایزوله می کنند. آن ها اغلب در فرستنده های گیرنده استفاده می شوند که فرستنده و گیرنده را در یک واحد ترکیب می کنند.
رله تاخیر زمانی
رله های تاخیر زمانی تاخیر عمدی در عملکرد کنتاکت های خود ایجاد می کنند. تأخیر بسیار کوتاه ناشی از یک دیسک مسی بین چارچوب و مجموعه تیغه متحرک است. جریانی که از دیسک مسی می گذرد، میدان مغناطیسی را برای مدت کوتاهی حفظ می کند، که زمان انتشار را طولانی می کند. برای تأخیر بیش تر، رله های تأخیر زمانی از داشپات استفاده می کنند، پیستونی پر از مایع یا هوا که به آرامی از آن خارج می شود. افزایش یا کاهش نرخ جریان، طول تاخیر را تغییر می دهد. تایمر مکانیکی ساعت را می توان برای تاخیرهای طولانی تر نصب کرد.
رله حفاظت از اضافه بار
رله های حفاظت اضافه بار از موتورهای الکتریکی در برابر جریان اضافی محافظت می کنند. دستگاه های حسگر اضافه بار یک روش رله حرارتی هستند. با گرمای بیش از حد، یک سیم پیچ یک نوار دو فلزی را گرم می کند یا یک دیگ لحیم کاری را ذوب می کند تا کنتاکت های کمکی کار کند. کنتاکت های کمکی به ترتیب با سیم پیچ کنتاکتور موتور هستند، بنابراین در صورت گرم شدن بیش از حد موتور، موتور را خاموش می کنند.
رله چفت کننده
رله لچینگ رله ای است که پس از فعال شدن حالت خود را حفظ می کند. به همین دلیل است که به این نوع رله ها رله ایمپالس یا رله نگهدارنده یا رله ماندگار نیز می گویند. در کاربردهایی که نیاز به محدود کردن مصرف برق و اتلاف انرژی وجود دارد، رله چفت کننده بهترین گزینه است.
یک آهنربای داخلی در یک رله چفت کننده وجود دارد. هنگامی که جریان به سیم پیچ تامین می شود، آن (مگنت داخلی) موقعیت تماس را حفظ می کند و از این رو برای حفظ موقعیت خود نیازی به برق ندارد. بنابراین، حتی پس از فعال شدن، حذف جریان درایو به سیم پیچ نمی تواند موقعیت تماس را جا به جا کند، اما در آخرین موقعیت خود باقی می ماند. بنابراین، انرژی قابل توجهی توسط این رله ها ذخیره می شود.
رله های لچینگ را می توان با یک یا دو سیم پیچ ساخت و این کویل ها وظیفه قرار گرفتن آرمیچر رله را بر عهده دارند. از این رو، رله‌های چفت‌کننده هیچ موقعیت پیش‌فرضی ندارند.
در یک نوع رله سیم پیچ، موقعیت آرمیچر با جهت جریان در سیم پیچ تعیین می شود، در حالی که در مورد دو نوع سیم پیچ، موقعیت آرمیچر به سیم پیچی که جریان در آن وجود دارد، بستگی دارد. این رله ها می توانند پس از فعال شدن موقعیت خود را حفظ کنند اما موقعیت تنظیم مجدد آن ها به مدار کنترل بستگی دارد.
رله پلاریزه
همان طور که از نام آن مشخص است، این رله ها به جهت جریانی که توسط آن انرژی می گیرد بسیار حساس هستند. این یک نوع رله الکترومغناطیسی DC است که با منبع اضافی میدان مغناطیسی دائمی برای حرکت آرمیچر رله ارائه می شود. در این رله ها مدار مغناطیسی با آهنرباهای دائمی، آهنرباهای الکتریکی و آرمیچر ساخته می شود.
این رله ها به جای نیروی فنر از نیروهای مغناطیسی برای جذب یا دفع آرمیچر استفاده می کنند. در این، آرمیچر یک آهنربای دائمی است که بین وجوه قطب های تشکیل شده توسط یک آهنربای الکتریکی می چرخد. هنگامی که جریان از طریق آهنربای الکتریکی عبور می کند، یک شار مغناطیسی تولید می کند.
هر گاه نیروی وارد شده توسط آهنربای الکتریکی از نیروی وارد شده توسط آهنربای دائم بیش تر شود، آرمیچر موقعیت خود را تغییر می دهد. به طور مشابه، هنگامی که جریان قطع می شود، نیروی الکترومغناطیسی به کم تر از آهنربای دائم کاهش می یابد و از این رو آرمیچر به موقعیت اصلی خود باز می گردد.
رله بوخهلتس
این رله ها رله های گازی یا فعال هستند. این رله ها برای تشخیص خطاهای اولیه (یا عیوب داخلی که در ابتدا خطاهای جزئی هستند اما در زمان معین به خطاهای اصلی تبدیل می شوند) استفاده می شوند. این ها بیش تر برای محافظت از ترانسفورماتور استفاده می شوند و در محفظه بین مخزن ترانسفورماتور و محافظ قرار می گیرند. این رله‌ها فقط برای رله‌های غوطه‌ور در روغن استفاده می‌شوند که عمدتاً برای سیستم‌های انتقال و توزیع نیرو استفاده می‌شوند.
رله دیفرانسیل
همان طور که از نام آن پیداست، رله های دیفرانسیل آن دسته از رله هایی هستند که بر روی “تفاوت” سیگنال های کنترل کننده (یا فعال کننده) کار می کنند. رله‌های دیفرانسیل زمانی عمل می‌کنند که اختلاف فاز دو یا چند کمیت الکتریکی مشابه از یک مقدار از پیش تعیین‌شده فراتر رود. یک رله دیفرانسیل جریان بر اساس نتیجه مقایسه بین مقدار و اختلاف فاز جریان های ورودی و خروجی از سیستم محافظت می شود.
در شرایط عملیاتی عادی، جریان های ورودی و خروجی از نظر مقدار و فاز برابر هستند، بنابراین رله غیرفعال است. اما اگر یک خطا در سیستم رخ دهد، این جریان ها دیگر از نظر بزرگی و فاز برابر نیستند. اتصال این نوع رله به گونه ای است که اختلاف بین جریان ورودی و خروجی از سیم پیچ عامل رله عبور می کند. از این رو سیم پیچ رله در شرایط خطا به دلیل اختلاف کمیت جریان برق می شود. بنابراین، رله کار می کند و مدار شکن را باز می کند تا مدار را قطع کند.
ما را در فیسبوک دنبال کنید.
