انواع رله ها و کاربردهای آن

معرفی انواع رله

رله‌ها دستگاه‌هایی هستند که برای حفاظت ماشین‌ها و مدارات الکتریکی در مقابل اتصال کوتاه و اضافه بار به کار می‌روند.

– رله حرارتی (بی متال):

این رله از دو فلز مختلف الجنس که ضرایب انبساط طولی مختلفی دارند تشکیل شده است، به اطراف این فلز به هم چسبیده یک رشته سیم حامل جریان الکتریکی پیچیده شده است. در موقع عبور جریان الکتریکی از سیم مزبور، حرارت ایجاد شده موجب خم شدن بی متال شده، رله عمل می‌کند.

بی متال نیز مانند کنتاکتور از دو قسمت فرمان و قدرت تشکیل شده است. ولی بر خلاف کنتاکتور در قسمت قدرت سه کنتاکت بسته (N.C) , و در قسمت فرمان یک تیغه‌ی باز و یک تیغه‌ی بسته دارد، که از تیغه‌ی بسته در مسیر جریان مدار فرمان استفاده شده و تیغه‌ی باز آن به آلارم وصل می‌شود.

بی متال در رنج‌های مختلف و برای آمپراژ مختلف ساخته می‌شود و برای عمل رله، آن را براساس جریان نامی موتور تنظیم می‌کنند.

معمولا برای I< A۶۳ به صورت مستقیم زیر کنتاکتور نصب می‌شود.

نحوه‌ی اتصال بی متال، کلید محافظ موتور و کنتاکتور.

برای جریان‌های A. ۱۶۰ به بالا رله‌های حرارتی روی ترانسفورماتور جریان قرار می‌دهند.

اگر بی متال در مسیر خطی باشد برابر جریان موتور و اگر در مسیر فازی باشد ۰.۵۸ جریان نامی موتور تنظیم می‌شود.

این رله پس از عمل کردن بلافاصله به حالت اول برمی گردد (به خاطر گرمی بی متال)؛ لذا اولا باید کمی صبر کرد و ثانیا با فشار دکمه مخصوص RESET که معمولا قرمز رنگ است کنتاکت آن‌ها را به حالت طبیعی در می‌آورد.

نکته: اگر جریان عبوری از رله حرارتی ۵۰% بیشتر از جریان تنظیم شده باشد رله باید در مدت کمتر از ۲ دقیقه مدار را قطع کند.

نکته: اگر جریان عبوری از رله حرارتی ۲۰% بیشتر باشداز جریان تنظیم شده باشد رله باید در مدت کمتر از ۲ ساعت مدار را قطع کند.

– رله مغناطیسی:

برای این منظور در مدار‌ها به کار می‌رود تا مانند فیوز از مدار در مقابل اتصال کوتاه محافظت کند. با این تفاوت که فیوز می‌سوزد، ولی کلید رله، مدار جریان را قطع می‌کند.
‌
می‌توان آن‌ها را دوباره وصل کرد. طبق شکل مسیر جریان از منبع تغذیه شروع می‌شود و از کنتاکت‌هایی که توسط یک اهرم بسته شده اند می‌گذرد وپس از آن جریان از طریق الکترومغناطیسی به موتور می‌رود و دوباره به منبع تغذیه بر می‌گردد. تا هنگامی که جریان خیلی زیادی عبور نکند، میدان ایجاد شده توسط الکترومغناطیس آن قدر قوی نیست که بتواند اهرم را جذب کند، ولی اگر جریان خیلی زیادی عبور کند، مثلا هنگام ترمز موتور و یا اتصال کوتاه، میدان الکترومغناطیس خیلی خوبی ایجاد می‌شود و اهرم را به طرف خود می‌کشد این عمل به فنر امکان می‌دهد که بازوی اتصال را قطع کند و کنتاکت‌ها را باز کند و در نتیجه مدار قطع می‌شود. الکترومغناطیس انرژی اش را از دست می‌دهد و اهرم به حالت اول بر می‌گردد. در این حالت بازوی اتصال توسط فنر خارج نگه داشته شده است هنگامی که مشکل برطرف شود قطع کننده‌ی مدار را می‌توان به حالت اول در آورد و از آن استفاده کرد.

– رله‌ی کنترل فاز:

نوع دیگری از حفاظت کننده‌ها می‌باشد؛ که پیش از شروع به کار الکتروموتور از بروز عیب در مدار جلوگیری می‌کند. رله‌ی کنترل فاز از سه ورودی برای برق سه فاز R,S,T و یک ورودی نول و همچنین یک تیغه‌ی باز ۱۵ و ۱۶ و یک تیغه‌ی بسته ۱۸ و ۱۵ تشکیل شده است.

در هنگام استفاده از رله باید دقت شود که از تیغه باز رله در مسیر جریان مدار فرمان و تیغه بسته به آلارم وصل شود.

کنتاکت باز زمانی بسته می‌شود که شرایط کار در زمان نرمال باشد.

مشخصه‌های رله کنترل فاز:

۱-تشخیص تغییر توالی فاز

۲- تشخیص قطع یک فاز

۳- حساسیت و محافظت در برابر عدم تفارن ولتاژ سه فاز (از ۵% تا ۱۵%) قابل تنظیم.

۴- تشخیص کاهش ولتاژ شبکه

۵- قطع سریع در صورت بروز خطا

۶- دارای سیگنال‌های نمایشگر خطا‌های مختلف و حالت عادی

۷- حفاظت الکتروموتور در مقابل اختلالات شبکه مانند: قطع فاز – جابه جایی فاز – افت ولتاژ بیش از حد مجاز – عدم تقارن بیش از حد ولتاژ سه فاز و شوک ناشی از قطع و وصل متوالی برق

– رله‌ی کنترل بار:

نوع دیگری از حفاظت کننده‌ها، رله کنترل بار می‌باشد که می‌تواند جایگزین مناسبی برای بی متال باشد، زیرا دقت و سرعت آن از بی متال بیشتر می‌باشد.

مشخصه‌های رله‌ی کنترل بار:

۱-جایگزین بی متال

۲- مدار الکترونیکی با عمر بسیار زیاد و بدون استهلاک مکانیکی

۳- دقیق و مطمئن در تمامی شرایط و عدم وابستگی دمای محیط

۴- قابل تنظیم جریان توسط دسته AMPERS

۵- دارای تایمر تاخیر در وصل با زمان ثابت

۶- قابلیت تنظیم تاخیر در قطع توسط دسته DELAY

۷- دارای دو حرکت عملکرد قفل شونده و اتوماتیک

۸- قابلیت‌های ویژه:

الف) نمایش دهنده حالت خطا قبل از قطع خروجی

ب) دارای نمایشگر وصل خروجی

ج) دارای نمایشگر حالت خطا FAULT

– رله‌های حفاظتی جریان نشتی اتصال زمین (رله ارت فالت):

این رله‌ها عمدتا برای تشخیص جریان‌های نشتی به زمین به کار می‌روند و درانواع یک فاز و سه فاز وجود دارند. در حالت یک فاز جریان رفت و برگشت در بار مورد حفاظت، از داخل یک کوپل مغناطیسی بسیار حساس عبور می‌کند. در حالتی که جریان نشتی به زمین وجود ندارد مجموع جریان‌های رفت و برگشت که از داخل کوپل عبور می‌کنند، مساوی هستند بنابراین هیچ گونه میدان مغناطیسی ایجاد نمی‌شود، ولی در حالتی که در بار یک جریان نشتی به زمین وجود داشته باشد جمع برداری جریان‌های داخلی کوپل صفر نیست و لذا در کوپل یک میدان مغناطیسی بوجود می‌آید و این میدان می‌تواند یک سوئیچ مکانیکی را جهت قطع جریان، تحریک کند.

در حالت سه فاز نیز هر سه سیم سه فاز به همراه یک سیم نول از داخل کوپل عبور می‌کند که طرز کار آن به همان صورت

فوق می‌باشد. به این رله، رله‌ی ارت فالت نیز گفته می‌شود. رله یارت فالت

مشخصه‌های رله ارت فالت:

۱-تشخیص خطای اتصال به زمین

۲- تنظیم محدوده‌ی جریان نشتی از ۵% تا ۱۰۰% رنج

۳- تنظیم محدوده‌ی جریان از ۳۰۰ میلی آمپر الی ۱۰۰ آمپر

۴- تشخیص جریان نشتی در کابل‌های زیر زمینی، سیم پیچ الکتروموتور‌ها و تابلو‌های برق

– رله‌های زمانی (تایمر) و انواع آن:

یکی از وسایل فرمان دهنده‌ی مدار‌های کنترل (اتوماتیک) تایمر‌ها یا رله‌های زمانی هستند که وظیفه‌ی کنترل مدار را برای مدت زمان معین به عهده دارند. رله‌های زمانی در انواع مختلف ساخته می‌شوند.

الف) رله‌ی زمانی موتوری یا الکترومکانیکی

ب) رله‌ی زمانی الکترونیکی

ج) رله‌ی زمانی نیوماتیکی (بافشار هوا)

ت) رله‌ی زمانی بی متال یا حرارتی

ث) رله‌ی زمانی هیدرولیکی

رله‌ی زمانی موتوری یا الکترومکانیکی:

این نوع تایمر از یک موتور کوچک تشکیل شده است که از طریق چرخ دنده توسط دنده خارجی و تغذیه تایمر، موتور‌ها دور ثابت به گردش در می‌آید و با گردش موتور، زمان تایمر شروع می‌شود.

پس از گردش به علت برخورد با زایده‌ی دیسک، متوقف می‌شود به میکروسوئیچ داخلی فرمان می‌دهد و کنتاکت‌های تایمر عمل می‌کنند. به طور اتوماتیک قطع می‌شوند و موتور از کار می‌افتد. زمان وصل این رله‌ها از چند ثانیه تا به طور دائم قابل تنظیم است.

رله‌ی زمانی الکترونیکی:

از تایمر‌های الکترونیکی برای تنظیم زمان‌های کمتر از ثانیه تا چندین ثانیه استفاده می‌شود. در ساختمان این تایمر‌ها از مدار‌ها و اجزای الکترونیکی استفاده شده است. در نوعی از این تایمر‌ها با شارژ و دشارژ یک خازن بوبین یک رله‌ی کوچک تحریک می‌شود. اصول ساختمان تایمر الکترونیکی برمبنای مدار rc (خازن مقاومت) است و برحسب تاخیر زمانی استوار است. تنظیم این تایمر‌ها بستگی به مقدار مقاومت سر راه خازن دارد. در ساه‌ترین نوع تایمر الکترونیکی در تایمر نوع فازی رله هنگامی وصل می‌شود که فازی شارژ شود. پس از وصل رله، بار ذخیره شده در خازن روی مقاومت که توسط کنتاکت باز رله به دو سر خازن وصل می‌شود تخلیه می‌گردد. در این نوع تایمر با تغییر ظرفیت خازن می‌توان زمان تایمر‌ها را تنظیم کرد.

به طور کلی رله‌های زمانی را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

۱-رله‌های تاخیر در وصل (ON-DELAY): به رله‌هایی گفته می‌شود که باید به رله انرژی داده شود و سپس رله عمل کرده، کنتاکتی را باز یا بسته کند. مثل رله زمانی موتوری.

۲- رله‌های تاخیر در قطع (OFF-DELAY): به رله‌هایی گفته می‌شود که بعد از قطع شدن انرژی عمل کرده، کنتاکتی را باز یا بسته کند، مانند رله‌ی زمانی نیوماتیکی.

رله‌ی زمانی نیوماتیکی (با فشار هوا):

در این تایمر از خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده می‌شود. به این ترتیب که رله در موقع رها شدن خیلی راحت رها می‌شود وقتی که بوبین تحریک می‌شود، قسمت متحرک را جذب می‌کند، اهرم قطعه‌ای را که به شکل دم آهنگری است فشار خواهد داد. هوای داخل دم از طریق سوپاپ یک طرفه خارج می‌شود، وقتی که بوبین از تحریک خارج می‌شود فنر دم را منبسط کرده و دم از طریق سوپاپ تنظیم هوا پر می‌شود. سرعت انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم تفاوت می‌کند وقتی که دم به حالت عادی برگشت کنتاکت‌ها عمل می‌کنند بنابراین به وسیله‌ی میزان کردن پیچ تنظیم، عمل کردن کنتاکت‌ها را میتوان تغییر داد. کار این زمان سنج شبیه تایمر موتوری است با این تفاوت که زمان سنج موتوری پس از تنظیم و وصل بوبین آن به ولتاژ شروع به کار می‌کند. ولی زمان سنج نیوماتیکی پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به کار میکند.

رله‌ی زمانی حرارتی (تایمر حرارتی):

این نوع تایمر با استفاده از خاصیت بی متال کار می‌کند و در انواع رله حرارتی ذوب شونده، رله‌ی حرارتی بی متال و رله‌ی حرارتی منعکس کننده میله‌ای ساخته می‌شود. زمانی که جریان از بی متال عبور می‌کند، بی متال گرم می‌شود و پس از مدتی در اثر تغییر شکل عمل کرده مدار را قطع یا وصل می‌کند. دقت این نوع تایمر زیاد نیست و آب و هوای محیط بر روی آن تاثیر می‌گذارد.

رله‌ی زمانی هیدرولیکی:

در این رله از سیستم هیدرولیکی جهت تاخیر در مدار استفاده می‌شود، طرز کار آن طوری است که وقتی جریان برق به رله وصل می‌شود مقداری روغن در داخل ان جا به جا می‌گردد، برای بازگشت روغن به محل اولیه زمانی لازم است که این زمان را به عنوان زمان تایمر در نظر می‌گیریم. این رله‌ها د. رمدار‌های مختلف کاربرد دارند.

ترموستات

نوعی رله‌ی حرارتی است که در مقابل درجه حرارت محیط حساس بوده و عمل میکند. این وسیله در دستگاه‌های مختلف صنعتی دارای کاربرد فراوان است. وظیفه‌ی تعادل حرارتی دستگاه را به عهده دارد. در صورتی که حرارت از حد تنظیمی فراتر رود، کلید عمل کرده یک کنتاکت باز را می‌بندد و یا کنتاکت بسته‌ای را باز می‌کند. از ترموستات بیشتر در وسایل حرارتی و برودتی مانند شوفاژ، یخچال و چیلر استفاده می‌شود.