رله چیست

رله در تعریف قدیمی، نوعی کلید الکتریکی – مکانیکی سریع است که با عبور جریان از یک سیم‌پیچ بنام بوبین ، میدان مغناطیسی ایجاد می‌گردد و باعث تحریک تیغه‌های مکانیکی می‌شود. SSR یا رله‌های حالت‌جامد فاقد بخش مکانیکی بوده و اجزای متحرکی ندارند.

رله‌ها این امکان را فراهم می‌سازند که توسط یک سیگنال کنترلی ضعیف (جریان الکتریکی بسیار کم) بتوان تجهیزاتی با جریان بالا را راه‌اندازی و کنترل نمود.کنتاکتورها ازلحاظ ساختمان فیزیکی و عملکردی کاملاً مشابه رله عمل می‌کنند.تفاوت عمده رله و کنتاکتور در این است که رله در مدار فرمان استفاده می‌شود و کنتاکتور در مدار قدرت یا به‌عبارت‌دیگر رله‌ها برای حفاظت و تقویت جریان خروجی تجهیزات کنترلی مانند PLC و … استفاده می‌شود و کنتاکتور برای تقویت سیگنال خروجی رله در کنترل تجهیزات قدرت اعم از الکتروموتورها، بانک‌های خازنی، مدارات روشنایی، گرم‌کن‌های الکتریکی و … استفاده می‌شود، ازاین‌رو می‌توان رله را یک مدار واسط نیز نامید.

تفاوت رله و کلید

طبق تعریفی که در بالا نیز ارائه گردید، رله همان کلید است، با این تفاوت که کلید را نمی‌توان از راه دور کنترل کرد یا از آن به‌عنوان یک کنترل‌کننده هوشمند استفاده کرد، پس می‌توان رله را کلید هوشمند نیز نامید که علاوه بر داشتن ساختار اصلی یک کلید ویژگی‌ها و امکانات بیشتری نیز داراست.

اجزای تشکیل‌دهنده رله‌های مکانیکی

این قطعه الکترومکانیکی از ۴ جر اصلی به شرح زیر تشکیل‌شده است:

1.  بوبین (سیم‌پیچ ) ورودی: بوبین، سیم‌پیچ یا کویل ورودی. برای عملکرد بوبین نیاز به اتصال دوسر تغذیه ( + و -) به دوسر آن می‌باشد.
2.  تیغه مشترک – COM : به این پایه سیگنال مشترک ( فاز در سیستم تکفاز و سر + تغذیه در سیستم DC) متصل می‌شود.
3.  تیغه باز (NO-Normal Open) :این تیغه در حالت عادی باز است و با تحریک بوبین(ولتاژ دار شدن بوبین) بسته می‌شود.درصورتی‌که بخواهیم با تحریک ورودی، خروجی عمل نماید( اتصال تیغه COM به NO)، مصرف‌کننده را به این تیغه وصل می‌کنیم.
4.  تیغه بسته (NC-Normal Close) : این تیغه در حالت عادی بسته ( متصل به COM ) می‌باشد و درصورتی‌که بخواهیم با تحریک ورودی، خروجی قطع شود، مصرف‌کننده را به این تیغه وصل می‌کنیم.لازم به ذکر است که برخی از مدل‌های رله فاقد تیغه NC هستند و تنها COM و NO دارند.

در ویدیوی زیر با نحوه عملکرد این قطعه بیشتر آشنا می‌شوید. این ویدیو به همت مهندس گودینی و گروه آلینداس تهیه‌شده است:

کاربرد رله ها

دو کاربرد اصلی آن‌ها عبارت‌اند از:

•  ایزوله الکتریکی بین قسمت کنترل و بار
•  افزایش توان خروجی (تقویت توان خروجی بخش کنترلی)

مهم‌ترین کاربرد در افزایش توان خروجی‌های PLC و دیگر تجهیزات درونی تابلو برق و تابلوهای آسانسور می‌باشد.
توجه: رله یک قطعه جهت استفاده در مدار فرمان می‌باشد و برای مصارف قدرتی حتماً باید از کنتاکتور استفاده نمود.

اتصال به مدار کنترلی

فرمان با یک : در این سیم بندی یکی از سرهای بوبین به سر منفی تغذیه وصل می‌گردد و سر دیگر آن به خروجی مدار کنترلی ( PLC , …) . در این حالت با فعال شدن خروجی، رله فعال می‌گردد.
فرمان با صفر : در این سیم بندی یکی از سرهای بوبین به سر مثبت تغذیه وصل می‌گردد و سر دیگر آن به خروجی مدار کنترلی ( PLC , …) که در این حالت با صفر شدن خروجی رله فعال می‌گردد.

اتصال به مدار فرمان

همان‌طور که عنوان گردید، رله‌ها مانند کلیدهای الکتریکی هستند، بنابراین مانند یک کلید نیز در مدار قرار می‌گیرند.چنانچه سیم بندی مانند شکل بالا انجام گیرد، با تحریک رله، مدار فرمان روشن می‌شود . می‌توان با اتصال مدار فرمان به تیغه NC عکس عملکرد را دریافت نمود.

پارامترهای انتخاب رله مناسب:

جهت انتخاب یک رله باید با موارد زیر آشنا باشیم، یا به‌عبارت‌دیگر باید موارد زیر را به فروشنده اعلام کنیم تا رله مناسب را دریافت کنیم. بسته به شرایط یا حساسیت پروژه می‌توانیم تمام موارد یا برخی از آن‌ها را مشخص کنیم. موارد زیر به ترتیب اهمیت و اولویت لیست شده‌اند:

• شرکت تولیدکننده و برند آن:در حال حاضر برندهای متنوعی در بازار یافت می‌شود، انواع برندهای چینی مانند TIANBO و NHG، برند OMRON که ساخت چین، مالزی و اندونزی آن در بازار یافت می‌شود و رله فیندر (finder) که از محبوبیت بیشتری نسبت به دیگر برندها در بازار برخوردار است.
• نوع ولتاژ کاری: که به دو دسته AC و DC تقسیم می‌شوند.( توجه: این ولتاژ مربوط به ولتاژ تحریک بوبین می‌باشد و کنتاکت قابلیت اتصال به هر دو نوع ولتاژ AC و DC را داراست)
• ولتاژ تحریک: ولتاژ تحریک یا ولتاژ بوبین می‌تواند رنج‌های مختلفی نظیر ۵، ۱۲، ۲۴، ۴۸ ، ۱۱۰ و ۲۲۰ ولت باشد.
• تعداد پایه یا تعداد کنتاکت: رله‌ها در انواع تک کنتاکت، دو کنتاکت، سه کنتاکت، چهار کنتاکت و …. تولید می‌شود. ( تک کنتاکت یعنی یک تیغه COM, NC , NO، دو کنتاکت یعنی دو تیغه COM, NC , NO و الی آخر)  تعداد کنتاکت با توجه به تعداد المان‌هایی که قصد کنترل هم‌زمان آن‌ها را داریم، تعیین می‌گردد.
• آمپر رله: منظور از آمپر، حداکثر جریانی است که می‌توان از کنتاکت عبور داد. که در بازار مدل‌های ۵، ۶، ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۶ و ۲۵ آمپر وجود دارد. توجه کنید که مقدار جریان اعلام‌شده توسط سازنده، مربوط به بارهای اهمی بوده و در صورت اتصال بارهای سلفی یا خازنی نظیر انواع شیرهای برقی، ترمزها، لامپ‌های LED و نظایر آن‌ها، این جریان بسیار کمتر خواهد شد. آسان‌ترین راه تشخیص بارهای اهمی از غیر اهمی این است که در زمان کنترل بارهای غیر اهمی، روی کنتاکت جرقه دیده می‌شود.

با توجه به موارد فوق، برای خرید یک رله مثلاً باید به فروشنده بگویید: رله ۲۴ولتDC، تک کنتاکت، ۱۶آمپر فیندر

نحوه اتصال در تابلو برق

رله ها در دو نوع قابل استفاده در تابلو برق هستند:

1.  به شکل تکی بر روی ترمینال های مخصوص
2. به شکل رله برد و در تعداد ۸،۴،۲ و …

در سمت راست یک نمونه سوکت ریلی ساخت شرکت فیندر و در سمت چپ یک رله برد ۸تایی امرون را مشاهده می فرمایید:

سوکت ریلی یا رله برد، کدام مناسب‌تر است؟

رله‌ها را می‌توان به‌صورت نصب تکی با استفاده از سوکت های ریلی  یا در قالب رله برد وکارت رله استفاده نمود. هرکدام از این موارد مزایا و معایب خود را دارند. در زیر به مقایسه این دو می‌پردازیم:

1. درصورتی‌که در تابلو نیاز به یک رله باشد یا فاصله نصب آن‌ها از یکدیگر زیاد باشد، استفاده از سوکت های ریلی مقرون به‌صرفه‌تر از رله بردها است.
2.  اغلب مدل‌های سوکتی فاقد نشانگر LED و همچنین دیود هرزگرد می‌باشند( به شکل ماژول جداگانه و با صرف هزینه‌ای بیش از خرید یک عدد رله قابل‌استفاده می‌باشد- دیود هرزگرد باعث حذف جریان بازگشتی شده و از آسیب به تجهیزات جلوگیری می‌کند) ولی کارت‌های رله علاوه برداشتن نشانگر و دیود هرزگرد، دارای پل دیودی در ورودی می‌باشد، که بدون نیاز به‌دقت در پلاریته ورودی ، باعث تسریع در سیم‌کشی می‌شود.
3. زمانی که بیش از یک سوکت رله در پروژه خود نیاز باشد، یا باید یک سر ورودی‌ها را به شکل دستی جامپر کرد یا از جامپرهای موجود در بازار استفاده نمود ولی در رله بردها ورودی‌ها جامپر شده‌اند و نیاز به سیم بندی اضافه نیست.
4. قیمت تمام‌شده رله بردها از سوکت‌های تکی ارزان‌تر و مقرون به‌صرفه‌تر می‌باشد.
5. در صورتی که از رله‌های با آمپراژ بالا استفاده می‌نماید، تنها راه استفاده از سوکت‌های ریلی هست.

در ویدیوی زیر که به همت گروه آلینداس تهیه شده است، با رله‌ها، نحوه عملکرد آن ها و انواع آن و چگونگی سیم‌بندی آنها آشنا خواهید شد: