رله رید یک رید سوئیچ است که در داخل یک سولنوئید قرار گرفته است. این سوئیچ دارای یک مجموعه کنتاکت داخل یک لوله شیشهای تخلیه شده یا پر شده با گاز بیاثر است که در برابر خوردگی جوی از کنتاکتها حفاظت میکند؛ کنتاکتها از مواد مغناطیسی ساخته شدهاند که باعث میشود تحت تأثیر میدان سولنوئیدی که آن را احاطه کرده و یا آهنربای خارجی حرکت کنند.
سرعت کلیدزنی رلههای رید بیشتر از رلههای بزرگتر است و به انرژی بسیار کمی از مدار فرمان احتیاج دارند. با این حال، دارای ریتینگ جریان و ولتاژ کلیدزنی نسبتاً کمی هستند. با وجود نادر بودن این پدیده، ریدها ممکن است به مرور زمان مغناطیسی شوند، که باعث چسبیدن آنها در وضعیت «وصل» میشود، حتی زمانی که جریان وجود نداشته باشد؛ تغییر جهت ریدها یا مغناطیسزدایی کلید نسبت به میدان مغناطیسی سولنوئید میتواند این مشکل را برطرف سازد.
کنتاکتهای مهروموم شده با کنتاکتهای تر شده با جیوه از عمر عملیاتی طولانیتر و لرزش کنتاکت کمتری نسبت به سایر انواع رلهها برخوردارند.
(از بالا) رید سوئیچ تکقطبی، رید سوئیچ چهارقطبی و رله رید تکقطبی. مقیاس بر حسب سانتیمتر.
رلههای ایمنی قطعاتی هستند که بهطور کلی وظایف حفاظتی انجام میدهند. در صورت بروز خطر، وظیفه یک قطعه ایمنی آن است که با استفاده از اقدامات مناسب، ریسک موجود را تا حد قابل قبول کاهش دهد.
کنتاکتور حالت جامد یک رله حالت جامد بادوام، شامل گرماگیر (هیت سینک) لازم، است که از این قطعه در جاهایی استفاده میشود که به سیکلهای روشن-خاموش مکرر احتیاج است، مثل بخاریهای برقی، الکتروموتورهای کوچک و بارهای روشنایی. در این قطعه هیچ قسمت متحرکی وجود ندارد که بخواهد فرسوده شود؛ همچنین هیچگونه برگشت کنتاکت ناشی از لرزش وجود ندارد. این قطعات توسط سیگنالهای کنترل AC یا سیگنالهای کنترل DC ارسال شده از کنترلرهای برنامهپذیر منطقی (PLC)، رایانههای شخصی، منابع منطق ترانزیستور - ترانزیستور (TTL) یا سایر کنترلهای ریزپردازنده و میکروکنترلر فعال میشوند.
رله حالت جامد (SSR) یک قطعه الکترونیکی حالت جامد است که عملکردی مشابه رله الکترومکانیکی ارائه میدهد، اما اجزای متحرک ندارد و باعث افزایش قابلیت اطمینان در درازمدت میشود. در رله حالت جامد برای سوئیچ کردن بار کنترل شده به جای سولنوئید از تریستور، ترایاک یا سایر ادوات کلیدزنی حالت جامد که توسط سیگنال کنترل فعال میشوند، استفاده میشود. برای ایزولهسازی مدارهای کنترل و کنترل شده میتوان از یک اپتوکوپلر[1] (یک دیود گسیلنده نور (LED) کوپل شده با یک فتوترانزیستور) استفاده کرد.
کنتاکتور حالت جامد 25 و 40 آمپر
رله استاتیک از یک مداربندی الکترونیکی تشکیل شده که تمام خصوصیات به دست آمده توسط قطعات متحرک در یک رله الکترومغناطیسی را تقلید میکند.
رلههای زمانبندی طوری ساخته شدهاند که در به کار انداختن کنتاکتهای خود، تأخیر عمدی داشته باشند. برای تأخیر بسیار کوتاه (کسری از ثانیه) میتوان از یک صفحه مسی بین آرمیچر و مجموعه تیغه متحرک استفاده کرد. جریان جاری شده در این صفحه، میدان مغناطیسی را برای مدت کوتاهی حفظ کرده و باعث طولانی شدن زمان انتشار میشود. برای تأخیر کمی بیشتر (حداکثر تا یک دقیقه)، از داشپوت استفاده میشود. داشپوت پیستونی پر از سیال است که به آرامی میتواند نشت کند؛ از هر دو نوع داشپوت پر شده با هوا و پر شده با روغن استفاده میشود. با افزایش یا کاهش نرخ جریان میتوان مدت زمان را تغییر داد. برای مدت زمان طولانیتر، از تایمر ساعت مکانیکی استفاده میشود. این نوع رلهها ممکن است با دوره زمانبندی ثابت ساخته شوند، یا قابل تنظیم در محل باشند، و یا اینکه از راه دور توسط یک پنل کنترل تنظیم شوند. رلههای زمانبندی جدید مبتنی بر ریزپردازنده، در محدودهای وسیع زمانبندی دقیق ارائه میدهند.
برخی رلهها با نوعی مکانیسم «ضربهگیر» متصل به آرمیچر ساخته میشوند که در هنگام قطع و وصل جریان سیمپیچ از حرکت آنی و کامل جلوگیری میکند. این قطعه اضافی به رله خاصیت تحریک با تأخیر زمانی میدهد. از رلههای تأخیر زمانی را میتوان طوری ساخت که هنگام وصل جریان سیمپیچ، و یا قطع آن و یا در هر دوحالت، حرکت آرمیچر را به تأخیر بیندازد.
کنتاکتهای رله تأخیر زمانی باید علاوه بر مشخص شدن به عنوان باز در حالت عادی یا بسته در حالت عادی، همچنین باید مشخص شود آیا تأخیر در جهت بسته شدن عمل میکند یا در جهت باز شدن. در ادامه، چهار نوع اصلی کنتاکتهای رله تأخیر زمانی شرح داده شده است.
ابتدا کنتاکت باز در حالت عادی، با تأخیر در جهت بسته شدن (NOTC) را داریم. این نوع کنتاکت در حالت عادی، هنگام عدم عبور جریان (عدم تحریک) سیمپیچ، باز است. با عبور جریان از سیمپیچ رله، کنتاکت بسته میشود، اما فقط پس از اینکه جریان در یک مدت زمان مشخص بهطور مدام از سیمپیچ عبور کند. به عبارت دیگر، جهت حرکت کنتاکت (بسته شدن یا باز شدن) مشابه یک کنتاکت NO معمولیست، اما در جهت بسته شدن تأخیر وجود دارد. از آنجا که این تأخیر در جهت تحریک سیمپیچ اتفاق میافتد، به این نوع کنتاکت معمولاً کنتاکت باز در حالت عادی با تأخیر در جهت بسته شدن نیز گفته میشود.
رله خلا یک رله حساس است که کنتاکتهای آن در یک محفظه شیشهای که هوای آن تخلیه شده، نصب شده است، که اجازه کار با ولتاژهای فرکانس رادیویی تا 20000 ولت بدون تخلیه الکتریکی بین کنتاکتها را میدهد حتی زمانی که فاصله کنتاکت در هنگام باز بودن به کوچکی چند صدم اینچ باشد.
از آنجا که رلهها نوعی کلید هستند، اصطلاحات به کار رفته برای کلیدها، برای رلهها نیز به کار میرود؛ یک رله بین یک یا چند قطب سوئیچ میکند، و میتوان با تحریک سیمپیچ، هر یک از کنتاکتهای آنها را باز و بسته کرد. هنگام فعال بودن رله، کنتاکتهای باز در حالت عادی (NO) مدار را وصل میکنند؛ وقتی رله غیرفعال باشد، مدار قطع است. هنگام فعال بودن رله، کنتاکتهای بسته در حالت عادی (NC) مدار را قطع میکنند؛ وقتی رله غیرفعال باشد، مدار وصل است. همه فرمهای کنتاکت شامل ترکیبی از اتصالات NO و NC هستند.
انجمن ملی تولیدکنندگان رله و جانشین آن، انجمن صنعت رله و کلید 23 فرم کنتاکت الکتریکی متمایز را که در رلهها و کلیدها یافت میشود، تعریف میکند. از میان آنها، معمولاً با فرمهای زیر برخورد میکنیم:
نشانگر S (تک) یا D (دو) برای تعداد قطب را میتوان با یک عدد جایگزین کرد، که چندین کنتاکت متصل به یک محرک را نشان میدهد. برای مثال، 4PDT نشانگر یک رله چهارقطبی دوحالته است که 12 پایه کلیدزنی دارد.
EN 50005 از جمله استانداردهایی است که میتوان برای شمارهگذاری پایه رله به کار برد. طبق استاندارد EN 50005، پایههای رله SPDT مربوط به اتصالات C، NC، NO و سیمپیچ به ترتیب بهصورت 11، 12، 14، A1 و A2 شمارهگذاری میشوند.
DIN 72552 شماره کنتاکتها در رلههای مورد استفاده در خودرو را تعریف میکند.
نمادهای رله در مدار (C نشانگر پایه مشترک در رلههای نوع SPDT و DPDT است)
هر جا نیاز به کنترل مدار با توان بالا یا ولتاژ بالا با مدار با توان پایین باشد، از رلهها استفاده میشود، بهویژه زمانی که ایزولاسیون الکتریکی مطلوب باشد. اولین کاربرد رلهها در خطوط طویل تلگراف بود، جایی که سیگنال ضعیف دریافتی در ایستگاه میانی میتوانست با کنترل یک کنتاکت، سیگنال را برای ارسال بعدی از نو تولید کند. ادوات ولتاژ بالا یا جریان بالا را میتوان با سیمکشی با ولتاژ پایین و کلیدهای پایلوت کنترل کرد. اپراتورها را میتوان از مدار ولتاژ بالا ایزوله کرد. ادوات توان پایین مانند ریزپردازندهها میتوانند با تحریک رلهها، بارهای الکتریکی فراتر از قابلیت تحریک مستقیم خود را کنترل کنند. در خودرو، رله استارت این امکان را فراهم میآورد تا جریان بالای استارت خودرو (موتور میللنگ[4]) با سیمکشی کوچک و کنتاکتها در سوئیچ خودرو کنترل شود.
سیستمهای کلیدزنی الکترومکانیکی از جمله مراکز تلفن Strowger و Crossbar از رلهها در مدارهای فرمان کمکی به شکل گسترده استفاده کردند. شرکت تلفن خودکار رله[5] نیز مراکز تلفنی صرفاً براساس تکنیکهای سوئیچینگ رله طراحی شده توسط Gotthilf Ansgarius Betulander تولید کرد. اولین مرکز تلفن عمومی مبتنی بر رله در انگلیس در 15 ژوئیه 1922 در فلیت وود نصب شد و تا سال 1959 به کار خود ادامه داد.
کاربرد رلهها برای کنترل منطقی سیستمهای سوئیچینگ پیچیده مانند مراکز تلفن توسط کلود شانون مطالعه شد؛ وی در مقاله «تحلیل نمادین مدارهای رله و کلیدزنی»، استفاده از جبر بولی برای طراحی مدار رله را فرمولبندی کرد. رلهها قادر به انجام اعمال اصلی منطق ترکیبی بولی هستند. برای مثال، تابع AND بولی با اتصال سری کنتاکتهای رله باز در حالت عادی، و تابع OR با اتصال موازی کنتاکتهای باز در حالت عادی به واقعیت میپیوندد. معکوس کردن ورودی منطقی با یک کنتاکت بسته در حالت عادی قابل انجام است. از رلهها برای كنترل سیستمهای خودكار ماشین ابزار و خطوط تولید استفاده شد. برای طراحی شبکههای منطقی رله اغلب از زبان برنامهنویسی Ladder استفاده میشود.
در کامپیوترهای الکترومکانیکی اولیه از قبیل ARRA، Harvard Mark II، Zuse Z2 و Zuse Z3، از رلهها برای ثباتهای منطقی و کار استفاده شد. اما معلوم شد که استفاده از ادوات الکترونیکی سریعتر و آسانتر است.
از آنجا که رلهها در برابر تشعشعات هستهای نسبت به نیمههادیها بسیار مقاومترند، لذا در مدارهای منطقی ایمنی بحرانی، مانند پنلهای کنترل ماشینآلات مدیریت پسماندهای رادیواکتیو، بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند. رلههای حفاظتی الکترومکانیکی برای تشخیص اضافه بار و سایر خطاهای خطوط برق از طریق باز و بسته کردن کلیدهای قدرت استفاده میشوند.
یک رله سیمپیچ AC DPDT با بسته بندی «قالب یخی»
انتخاب یک رله مناسب برای یک کاربرد خاص مستلزم ارزیابی عوامل بسیار مختلفی است:
در انتخاب صحیح رله فرمان برای یک کاربرد خاص، ملاحظات بسیاری دخیل است، از جمله عواملی مانند سرعت کار، حساسیت و هیسترزیس (پسماند). هرچند رلههای کنترل معمولی در محدوده 5 تا 20 میلیثانیه کار میکنند، رلههایی با سرعت کلیدزنی تا 100 میکروثانیه نیز موجود است. رلههای رید که با جریان کم تحریک شده و سریع سوئیچ میکنند برای کنترل جریانهای کوچک مناسب هستند.
مثل هر کلید دیگر، جریان کنتاکت (بیربط به جریان سیمپیچ) نباید از یک مقدار مشخص فراتر رود تا رله آسیب نبیند. در مدارهای با اندوکتانس بالا مثل الکتروموتورها، باید مسائل دیگری هم مدنظر قرار گیرد. هنگام اتصال یک اندوکتانس به منبع توان، جریان ضربهای ورودی یا جریان راهاندازی الکتروموتور بزرگتر از جریان حالت پایدار موجود است. هنگام قطع بودن مدار، این جریان نمیتواند بهطور آنی تغییر کند، و باعث ایجاد یک قوس الکتریکی بالقوه مخرب میان کنتاکتهای جداکننده میشود.
در نتیجه، برای رلههایی مورد استفاده برای کنترل بارهای القایی، باید حداکثر جریانی که ممکن است هنگام تحریک آن از کنتاکتها بگذرد، یا همان ریتینگ وصل، ریتینگ پیوسته، و ریتینگ قطع را مشخص کنیم. ریتینگ وصل ممکن است چند برابر ریتینگ پیوسته باشد که آن هم بهنوبه خود بزرگتر از ریتینگ قطع است.
چند رله 30 کنتاکت در مدارهای «اتصالدهنده» در مراکز تلفن 1XB switch و 5XB switch اواسط قرن بیستم؛ پوشش یکی از رلهها برداشته شده است.
کلیدزنی «مرطوب» (تحت بار) سبب ایجاد قوس الکتریکی نامطلوب بین کنتاکتها شده و در نهایت منجر به جوش خوردن یا از کار افتادن آن آنها در اثر خوردگی ناشی از قوس الکتریکی میشود.
داخل کلید تقاطعی سیستم کلیدزنی الکترونیکی شماره یک (1ESS) و برخی دیگر از طرحهای با قابلیت اطمینان بالا، برای جلوگیری از این مشکل، رید سوئیچها همیشه «خشک» (بدون بار) عمل میکنند که باعث میشود عمر کنتاکت بسیار طولانیتر شود.
بدون حفاظت کافی از کنتاکت، وقوع قوس جریان الکتریکی سبب تخریب قابلتوجه کنتاکتها شده و صدمات چشمگیر و قابل رویتی به آنها میزند. هر بار که کنتاکتهای رله تحت بار باز یا بسته میشوند، بین کنتاکتهای رله قوس الکتریکی اعم از قطع (هنگام باز شدن)، یا وصل/جهش (هنگام بسته شدن) ایجاد میشود. در اکثر مواقع، قوس الکتریکی قطع پرانرژیتر و در نتیجه مخربتر است، بهویژه با بارهای القایی؛ اما از طریق پل زدن کنتاکتها با مدار اسنابر میتوان این قوس الکتریکی را کاهش داد. جریان هجومی لامپهای التهابی رشتهای تنگستن معمولاً ده برابر جریان کار عادی است. بنابراین، رلههای مدنظر برای بارهای تنگستن ممکن است از ترکیب کنتاکت خاصی استفاده کنند، یا ممکن است ریتینگ کنتاکت رله مورد استفاده برای بارهای تنگستن نسبت به بارهای کاملاً مقاومتی کمتر باشد.
یک قوس الکتریکی میان کنتاکتهای رله میتواند خیلی داغ باشد، هزاران درجه فارنهایت، که باعث ذوب، جمع شدن فلز در سطح کنتاکت و انتقال آن با جریان میشود. دمای فوقالعاده زیاد قوس الکتریکی با شکافت مولکولهای گاز اطراف باعث ایجاد ازن، مونوکسیدکربن و ترکیبات دیگر میشود. به مرور زمان، انرژی قوس الکتریکی به آرامی فلز کنتاکت را از بین برده و باعث میشود مقداری از مواد به شکل ذرات ریز وارد هوا شوند. این عمل سبب تخریب مواد موجود در کنتاکتهای و در نتیجه خرابی دستگاه میشود. این تخریب کنتاکت، عمر کلی رله را به شدت کاهش داده و آن را به 10,000 تا 100,000 عمل محدود میکند؛ مقداری که خیلی کمتر از عمر مکانیکی قطعه است، که میتواند به بیش از 20 میلیون عمل برسد.
برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی و خطوط انتقال، از رلههای الکترومکانیکی با مشخصات عملیاتی دقیق جهت تشخیص اضافه بار، اتصال کوتاه و سایر خطاها استفاده میشد. هرچند بسیاری از این نوع رلهها همچنان مورد استفاده قرار میگیرند، اما امروزه رلههای حفاظتی دیجیتال وظایف حفاظتی معادل و پیشرفتهتری را ایفا میکنند.
بخشی از یک همبندی (اینترلاکینگ) رله با استفاده از رلههای سوکتی مینیاتوری سبک Q انگلیسی
رلههای سیگنالینگ راهآهن با توجه به ولتاژهای کم (کمتر از V 120) و جریان (در حدود mA 100) که سوئیچ میکنند، بزرگ هستند. کنتاکتها خیلی از هم فاصله دارند تا از تخلیه الکتریکی و اتصال کوتاه در طول عمرشان که ممکن است از پنجاه سال تجاوز کند، جلوگیری به عمل آید.
از آنجا که مدارهای سیگنال ریل باید از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشند، برای شناسایی و جلوگیری از خرابی در این سیستم رله از تکنیکهای خاصی استفاده میشود. برای حفاظت در برابر تغذیههای کاذب اغلب در هر دو سمت مثبت و منفی مدار، از کنتاکتهای رله سوئیچینگ دوبل استفاده میشود؛ بدین ترتیب برای ایجاد سیگنال کاذب به دو تغذیه کاذب نیاز است. از آنجا که همه مدارهای رله قابل امتحان نیستند، بنابراین برای مقاومت در برابر جوش خوردن کنتاکتها در اثر قوس الکتریکی و فراهم آوردن مصونیت AC، بر ویژگیهای ساختاری نظیر کنتاکتهای کربن با نقره اتکا شده است.
در سیگنالینگ راهآهن گاهی از اپتوایزولاتورها نیز استفاده میشود، بهویژه جایی که قرار است فقط یک کنتاکت سوئیچ کند.
در نظر داشته باشید برای خرید انواع قطعات لوازم یدکی هیوندای و لوازم یدکی کیا میتوانید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
[1] optocoupler
[2] make
[3] break
[4] cranking motor
[5] Relay Automatic Telephone Company
[6] touch-safe
تمامی حقوق وب سایت متعلق به گروه پارتستان می باشد.
© 2018 PARTESTAN . ALL RIGHTS RESERVED