بسیاری از حسگرها جریان‌های الکتریکی کوچکی تولید می‌کنند که برای کنترل و راه‌اندازی انواع لوازم الکتریکی مثل لوازم خانگی برقی، موتور، ماشین و… به آنها نیاز داریم. رلهها نقش کلیدی در این کنترل‌کنندگی دارند. رله نقش مهمی در حفاظت از مدارها دارند و زمانی که دستگاه‌های بزرگ به آنها سیکنال می‌دهند از مدار محافظت می‌کند. به کمک رلهها، ابزارهای الکترونیکی حساس به ابزارهای دیگر متصل می‌شوند. رلهها قدرت کنترل دنیای الکتریسته را به ما می‌دهند و باعث ایجاد عملکرد یکپارچه در ابزارهای الکتریکی می‌شوند. ایریسا مگ این مطلب را برای شما آماده کرده است که بتوانید با رله، ویژگی‌ها، کاربردها، قطعات سازنده و راه‌های مراقبت از آشنا شوید.
در این مقاله به بررسی موضوعات زیر می‌پردازیم:
- رله چیست؟
- نحوه عملکرد رله
- رله از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟
- انواع رله
- چه کنیم تا رلهها بیشتر عمر کنند؟
- کاربردهای رله
رله چیست؟
رله یک کلید الکترومکانیکی ساده است که برخلاف سوئیچ‌های دستی، دو مدار را با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی قطع و وصل می‌کند. رله مانند یک پل در میان مدار کنترل و مدار قدرت است که باعث جداسازی کامل الکتریکی می‌شود. رلهها شامل مجموعه‌هایی از پایانه‌های ورودی سیگنال‌های منفرد و چندگانه هستند. رلهها معمولا از یک کویل برای عملکرد مکانیزم سوئیچینگ مکانیکی داخلیشان استفاده می‌کنند. دیود فلای بک موجود در رله باعث جلوگیری از ایجاد قوس در مدار الکتریکی می‌شود. به عبارت خیلی‌ساده‌تر می‌توان گفت که رله به‌عنوان یه جزء الکتریکی، کنترل جریان برق را برعهده دارد و باعث باز و بسته شدن مدار می‌شود.
نحوه عملکرد رله
اساس کار یک رله بر القای الکترومغناطیسی است. میدان مغناطیسی در اثر عبور جریان برق از سیم‌پبچ مسی ایجاد می‌شود. این جریان باعث می‌شود که هسته آهنی تبدیل به یک آهن‌ربای الکتریکی شود و تماس متحرک را جذب کند. درواقع جریان DC اعمال شده در سیم‌پیچ شروع به جذب کنتاکت می‌کند. انرژی که رله برای قطع و وصل کردن مدار نیاز دارد از همین طریق تامین می‌شود. در نهایت زمانی که منبع برق قطع شود، رله دوباره به حالت اولیه یعنی قطعی مدار برمی‌گردد. رلهها سیگنال‌های وارد شده به مدار با سیگنال‌های جدیدتری تعویض می‌کند. عملکرد رلهها طوری است که بتوان از آن به‌طور گسترده در عملیات‌های منطقی استفاده کرد.
| بیشتر بخوانید: آشنایی با سنسور نوری و کاربردهای آن در صنعت |
رله از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟
رلهها در دو نوع الکتریکی و مکانیکی ساخته می‌شوند. با این‌که رله یک کلید الکتریکی ساده است اما باز هم برای داشتن یک عملکرد درست، باید اجزای آن کامل باشد. نکته مهمی که در مورد رلهها وجود دارد، تک یا دو کانتکته بودن آنهاست. اگر مصرف رله کم باشد، از یک کانتکت در ساخت آن استفاده می‌شود اما درصورتی‌که نیاز به راه‌اندازی یک مدار پر قدرت داشته باشید، باید از رله‌های دارای دو کانتکت استفاده کنید. اجزای تشکیل‌دهنده رلهها عبارت‌اند از:
- هسته آهنی: این هسته یک آهن‌ربا با سیم‌پیچی مسی است که هنگام ایجاد جریان در مدار، تبدیل به یک آهن‌ربای الکتریکی می‌شود.
- سیم‌پیج مسی: تقویت کننده هسته برای تولید یک میدان مغناطیسی در مدار است.
- کانتکت‌ها: پایه‌ها کلید برای قطع و وصل شدن مدار هستند. کاتکت‌های رله باید کیفیت لازم را داشته باشند تا بتوانند میزان سایش در مدار را به حداقل میزان ممکن برسانند.
- یاتاقان: یاتاقان‌ها شامل بلبرینگ‌هایی در انواع تک توپ، چند توپ، پیوت بال و جواهر می‌شوند.
- پایانه و محفظه: این اجزا از طریق مونتاژ آرمیچر، آهن‌ربا و پایه با کمک یک فنر ساخته می‌شوند.
- فنر: این فنر باعث می‌شود که بعد از قطع جریان DC، رله به حالت اولیه خود بازگردد.
انواع رله
رلهها بر اساس نحوه عملکرد و نوع ساختاری که دارند در انواع الکترومکانیکی و حالت جامد ساخته می‌شود که شامل ویژگی‌های زیر هستند:
1. رله‌های الکترومکانیکی: متداول‌ترین نوع رلهها، رله‌های الکترومکانیکی هستند. این رلهها متکی به حرکات مکانیکی هستند و وظیفه اصلی آنها فعال‌کردن سیگنال‌های کم‌توان جهت کنترل مدارهایی با قدرت بزرگتر است. این نامگذاری بر اساس ماهیت الکتریکی و مکانیکی این رلهها انجام شده است.
2. رله‌های حالت جامد: سوئیچ‌کردن خروجی‌ها بر اساس ولتاژ ورودی در این رلهها به کمک عناصر کوپلینگ نوری و حسگرها انجام می‌شود. این رلهها با اعمال ولتاژهای خروجی AC یا DC در پایانه‌های کنترل، روشن یا خاموش می‌شوند. عملکرد رله‌های حالت جامد مانند نوع الکترومکانیکی است با این تفاوت که رله‌های حالت جامد قطعات متحرکی ندارند و طول عمر عملیاتی آنها نیز بیشتر است.
چه کنیم تا رلهها بیشتر عمر کنند؟
افزایش عمر رلهها نکته مهمی است که باید به آن توجه داشته باشید؛ این کار باعث می‌شود که عمر دستگاه‌ها و تجهیزاتتان هم افزایش پیدا کنند. نکاتی که برای افزایش عمر رلهها باید رعایت کنید به ترتیب زیر هستند:
- رتبه‌بندی و تنظیم جریان: اگر رله با جریانی بیش از حد توانش روبرو شود، دچار خرابی زودرس می‌شود.
- کنترل بارگذاری جریان: اطمینان پیدا کنید که بار الکترونیکی متصل به رله از طرفیت نامی آن بیشتر نشود چون باعث سایش بیش از حد و آسیب با کنتاکت‌ها می‌شود.
- سرکوب قوس: سرکوب کننده‌های قوس را در همه کنتاکت‌های رلهها نصب کنید تا قوس الکتریکی ایجاد نشده و عمر رلهها افزایش پیدا کند.
- تمیز کردن کنتاکت‌ها: کنتاکت‌های رله باید به‌صورت دوره‌ای با استفاده از پاک کننده‌های غیرتماسی، پاک شوند، چون آلودگی و گرد و غبار تاثیر زیادی عملکرد و کاهش عمر رله‌های دارد.
- نصب ایمن: رلهها را باید طوری نصب کنید که از لرزش و جابجایی در امان بمانند و عملکرد تجهیزات را دچار مشکل نکند.
| بیشتر بخوانید: ابزار دقیق چیست و انواع مختلف آن کدا‌م‌اند؟ |
کاربردهای رله
رلهها در کاربری‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند، و وجود آنها در بسیاری از قطعات و ابزارها لازم و ضروری است. از جمله کاربردهای رلهها عبارت‌اند از:
- اتوماسیون یا هوشمندسازی خانگی: رله ها قابل استفاده در ساختمان‌های مسکونی، جهت کنترل چراغ‌ها، فن و انواع دیگر لواز برقی خانگی هستند.
- اتومبیل: وسایل حرکتی مثل انواع ماشین، موتور، دوچرخه و… شامل عملکردهای مختلفی هستند که همگی به وجود رلهها بستگی دارند.
- صنعت: رلهها اجزای کنترل‌کننده جریان هستند، بنابراین در بسیاری از صنایع حفاظت موتور، ماشین‌آلات، اتوماسیون صنعتی و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- پروژه‌های کاربردی DIY: بسیاری از پروژه‌های کاربردی هستند که برای اجرا و راه‌اندازی به انواع مختلف رلهها نیاز دارند.
- تجهیزات تست و اندازه‌گیری: رلهها از جمله ابزارهای مهم در تست مدارهای الکترونیکی به‌شمار می‌آیند.
از دیگر کاربردهای اساسی رلهها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جداکننده مدارهای ولتاژ پایین از مدارهای ولتاژ بالا
- کنترل مدارهای متعدد
- کنترل عملکرد مدار
- تقویت سیگنال‌های الکتریکی
- سوئیچینگ مدارهایی با ولتاژ یا جریان بالا
- کنترل بارها الکتریکی سنگین
- محافظت از موتور در برابر اضافه باز
رله در صنایع مختلف نقش بسیار مهم و کاربردی را ایفا می‌کند، به همین دلیل نیز لازم است به شناخت مناسبی درباره این قطعه و چگونگی استفاده از آن دست پیدا کنید تا بتوانید به بهترین نحو ممکن از آن در راستای نیازمندی‌های خود استفاده نمایید. در این مقاله تلاش کردیم تا شما را با رله و انواع مختلف آن آشنا کنیم و به شما بگوییم که با داشتن چه اقداماتی می‌توانید طول عمر این قطعه ارزشمند را افزایش دهید. امیدواریم که این مقاله برای شما مفید بوده باشد.