کاربردهای رله های توان در برق صنعتی چیست؟

رله الکترومکانیکی چیست و چه کاربردی دارد؟

Omron، سازنده مشهور مدارهای کنترل، تجهیزات پزشکی و سیستم های اتوماسیون صنعتی، این دستگاه را به شرح زیر تعریف می کند:

 ترمینال شاخه ای دستگاهی است که برای ایجاد یک تغییر پیش‌بینی‌شده ناگهانی در یک یا چند مدار خروجی الکتریکی در زمانی که شرایط خاصی توسط مدار الکتریکی حاوی دستگاه رله برآورده می‌شود، طراحی شده است.

از رله در کجا استفاده می شود؟

به نقل از الکتروشتاب رله ها کاربرد وسیعی دارند. شما می توانید آن ها را در همه جا پیدا کنید: لوازم خانگی، اتومبیل، صنایع و حتی در دستگاه های کپی. در برخی از کاربردها، از آن ها برای سوئیچینگ یا کنترل مدار (مانند کنترل روشنایی مبتنی بر تایمر) استفاده می شود. در حالی که در برخی دیگر از کاربردها، برای نظارت و محافظت از مدارها (مانند رله های حفاظت از خطای ارت) از این دستگاه استفاده می شود. بنابراین، تعیین محدوده کاربرد آن ها دشوار است.

اساس کار رله چیست؟

این دستگاه اساساً بر اساس اصل کار خود به دو نوع الکترومکانیکی و حالت جامد طبقه بندی می شوند. اجازه دهید اصل عملکرد هر یک از آن ها را به تفصیل مورد بحث قرار دهیم.

عملکرد رله های الکترومکانیکی

رله های الکترومکانیکی سیگنال ها را از طریق یک حرکت مکانیکی بین کنتاکت های خود منتقل می کنند. این از دو بخش تشکیل شده است: اولی بخش آهنربای الکتریکی و دیگری بخش آرمیچر و کنتاکت های مکانیکی. بخش الکترومغناطیس شامل مجموعه ای از سیم پیچ ها است که روی یک هسته مغناطیسی پیچیده شده است.

هنگامی که یک ولتاژ ورودی (تقریبا برابر با ولتاژ نامی سیم پیچ) به سیم پیچ اعمال می شود، مغناطیسی می شود و آرمیچر را جذب می کند. کنتاکت های مکانیکی به آرمیچر متصل می شوند. از این رو، هنگامی که آرمیچر به سمت آهنربای الکتریکی کشیده می شود، تماس بسته می شود. هنگامی که ولتاژ ورودی اعمال شده به سیم پیچ حذف می شود، آرمیچر توسط فنر به موقعیت اولیه خود باز می گردد.

عملکرد مدل های حالت جامد

رله های حالت جامد معمولاً به عنوان SSR شناخته می شوند. بر خلاف نوع الکترومکانیکی، آن ها دارای هیچ قطعه متحرک مکانیکی نیستند. از سوی دیگر، از اجزای نیمه هادی و الکترونیکی در داخل تشکیل شده است. در رله‌های حالت جامد، بخش الکترومغناطیسی با کوپلرهای نوری و مدارهای درایور مورد نیاز جایگزین می‌شود و بخش تماس خروجی با یک TRIAC یا ترانزیستور به همراه اسنابر و مدارهای درایور جایگزین می‌شود. هنگامی که ولتاژ نامی به بخش ورودی اعمال می شود، جریان از طریق اپتوکوپلر جریان می یابد. خروجی اپتوکوپلر برای عملکرد مدار سوئیچینگ TRIAC یا ترانزیستور استفاده می شود. مدار سوئیچینگ یک پالس گیت را به TRIAC اعمال می کند و TRIAC شروع به هدایت می کند.

به طور مشابه، هنگامی که ولتاژ ورودی اعمال شده حذف می شود، اپتوکوپلر مدار سوئیچینگ TRIAC را خاموش می کند و به نوبه خود، پالس گیت به TRIAC را متوقف می کند و TRAIC هدایت را متوقف می کند. در بخش‌های بعدی به طور مفصل درباره قطعات و عملکرد رله‌های الکترومکانیکی و حالت جامد به تفصیل بحث خواهیم کرد.

قطعات و اجزای مدل الکترومکانیکی

یک رله الکترومکانیکی معمولی از اجزای زیر تشکیل شده است:

• سیم پیچ الکترومغناطیسی
• آرماتور
• هسته
• سطوح تماس متحرک
• فنر بازگشت (اسپرینگ)

سیم پیچ الکترومغناطیسی

سیم پیچ الکترومغناطیسی مهمترین بخش رله الکترومکانیکی است. این بخش از مجموعه ای از سیم پیچ های مسی بر روی یک هسته مغناطیسی تشکیل شده است. همانطور که می دانید جریان عبوری از طریق سیم پیچ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. بنابراین، هنگامی که ولتاژ به سیم پیچ اعمال می شود، به یک آهنربای الکتریکی تبدیل می شود و آرمیچر را جذب می کند.

 رماتور

آرمیچر یک قطعه فلزی متحرک است که با استفاده از یک محور متعادل می شود.

هسته

هسته قسمت فلزی است که سیم پیچ روی آن پیچیده شده است.

کنتاکت های متحرک و تماس ثابت

کنتاکت ها قطعات هادی داخل رله هستند که با اعمال ولتاژ به سیم پیچ آن باز یا بسته می شوند. کنتاکتی که توسط آهنربا الکترومغناطیس جذب می شود کنتاکت متحرک و آن که ساکن باشد و به پایانه ها متصل باشد کنتاکت ثابت می گویند.

چیدمان فنری

ترتیبات فنری نیز در رله ها وجود دارد، مانند بازگرداندن آرمیچر و کنتاکت ها به حالت اولیه در هنگام قطع شدن سیم پیچ.

قطعات یک مدل حالت جامد

همانطور که قبلاً بحث شد، رله های حالت جامد هیچ قسمت متحرکی در داخل ندارند. برای توضیح قسمت های داخلی آن ها، در اینجا آن را به بخش های زیر تقسیم می کنیم:

• بخش مدار ورودی
• عایق برق
• مدار درایور
• بخش خروجی

بخش مدار ورودی

مدار ورودی شامل دیودها / ترانزیستورها / گیت ها و مقاومت های مورد نیاز برای راه اندازی اپتوکوپلر می باشد.

عایق برق

برخلاف رله های الکترومغناطیسی، بخش های ورودی و خروجی یک SSR هیچ گونه تماس فیزیکی ندارند. جداسازی گالوانیکی بین آن ها با استفاده از کوپلرهای نوری فراهم می شود.

مدار درایور

مدارهای درایور شامل قطعات مورد نیاز برای روشن کردن TRIAC یا ترانزیستورها یا تریستورها در مدار خروجی است. خروجی اپتوکوپلر شرطی شده و پالس گیت مورد نیاز برای راه اندازی ترانزیستور تولید می شود.

بخش خروجی

بخش خروجی از دستگاه های نیمه هادی مانند ترانزیستور یا TRIAC یا تریستور به عنوان جایگزینی برای کنتاکت های رله تشکیل شده است.

انواع رله از نظر کاربرد

این تجهیز طیف گسترده ای از طبقه بندی ها را دارد. در اینجا ما آن را بر اساس کاربردهای مختلفی که دارد، به شرح زیر طبقه بندی کرده ایم:

رله های کمکی یا مینیاتوری

رله‌های کمکی یا مینیاتوری رله‌هایی هستند که در مدارهای کنترلی برای تعویض هر وسیله / مدار در صورت برآورده شدن شرایط استفاده می‌شوند. این شکل اصلی رله ها با یک سیم پیچ و مجموعه ای از کنتاکت ها برای سوئیچینگ است. آنها در پیکربندی های مختلف تماس در دسترس هستند.

رله های چفت کننده

رله های چفت کننده موقعیت کنتاکت ها را به طور نامحدود نگه می دارند. حتی اگر منبع تغذیه سیم پیچ حذف شود. از دو سیم پیچ مجزا تشکیل شده است، یکی برای چفت و دیگری برای آزاد کردن. هنگامی که جریان از سیم پیچ اول (کویل A) عبور می کند، یورک مغناطیسی می شود و آرمیچر به سمت هسته جذب می شود. یورک از یک ماده مغناطیسی خاص تشکیل شده است که حتی اگر ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ حذف شود، آرمیچر را جذب می کند.

منبع: اشنایدر الکتریک