نحوه عملکرد رله‌های الکترومغناطیسی در ژنراتورها

رله‌های الکترومغناطیسی قطعاتی هستند که مدارها را با استفاده از یک سیگنال الکتریکی کنترل می‌کنند. این رله‌ها در کاربردهایی که نیاز به کنترل یک یا چند مدار با یک منبع تغذیه الکتریکی دارند، استفاده می‌شوند. منبع تغذیه ممکن است از مدار رله جدا باشد یا نباشد.

رله‌ها به عنوان رابط بین ورودی کم‌توان و خروجی پرقدرت عمل می‌کنند. هر سوئیچ در رله یک قطب نامیده می‌شود و این قطب‌ها می‌توانند به‌طور عادی باز (NO) یا به‌طور عادی بسته (NC) باشند. همچنین، قطب‌ها می‌توانند تک‌قطبی یا دو‌قطبی باشند. پرتاب‌ها نشان‌دهنده تعداد کنتاکت‌هایی هستند که هنگام فعال شدن رله، باز یا بسته می‌شوند.

به عنوان مثال، در یک سیستم تصفیه آب، یک رله با سیم‌پیچ ولتاژ پایین نصب شده است. کنتاکت‌ها برای 120 ولت AC و 10 آمپر رتبه‌بندی شده‌اند. رله به‌طور مداوم 120 ولت AC را به پین 3 خود دریافت می‌کند و فیوز F01 در مدار قرار داده شده است تا در صورت اضافه بار یا اتصال کوتاه، مدار را قطع کند. ترتیب وقایع به این صورت است:

1. کنترل کننده، سیگنالی با ولتاژ 5 ولت را از طریق پین 2 کویل به پین 1 ارسال می‌کند.
2. حرکت پرتابی انجام می‌دهد و کنتاکت ۳ را به ۴ باز می‌کند و کنتاکت ۳ را به ۵ می‌بندد.
3. شیر برقی شماره ۱ از حالت بسته به حالت باز تغییر وضعیت داده و مواد افزودنی شیمیایی به سیستم تزریق می‌شوند.
4. کنترل کننده سیگنال ارسال به کویل (ورودی تایمر) را متوقف کرده است. هیچ نیروی الکترومغناطیسی وجود ندارد.
5. حرکات پرتاب را انجام می‌دهد، اتصال شماره ۳ را بین ۳ تا ۵ بار باز و اتصال شماره ۳ را بین ۳ تا ۴ بار بسته می‌کند.
6. شیر برقی شماره ۱ از حالت بسته به حالت باز حرکت می‌کند تا جریان افزودنی متوقف شود.

در بسیاری از پانل‌های کنترل اتوماتیک در صنایع، از این نوع چیدمان استفاده می‌شود. در این پانل‌ها، مجموعه‌هایی از رله‌ها به عنوان رابط بین خروجی کنترلر و قطعات مختلف وجود دارند. با این حال، رله‌ها معمولاً در ورودی کنترلر استفاده نمی‌شوند. ورودی‌ها معمولاً قطعات 5 ولت DC هستند که به‌طور مستقیم با کنترلر ارتباط برقرار می‌کنند.

مدارهای منطقی رله الکترومغناطیسی

مدارهای رله منطقی، بلوک‌های سازنده دنیای دیجیتال هستند. به عنوان مثال، دروازه‌های دیجیتال مانند AND، OR و NOR می‌توانند بدون نیاز به یک کنترل‌کننده دیجیتال ساخته شوند. در این طراحی، چندین رله برای کنترل خروجی‌ها استفاده می‌شود و این گروه رله‌ها معمولاً در یک پنل کنترل قرار دارند. این پنل مشابه سایر پنل‌های کنترل است، اما فاقد کنترل‌کننده یا اجزای دیجیتال مرتبط است.

صنایعی که از سیستم‌های کنترل و رابط دیجیتال استفاده می‌کنند، معمولاً از منطق رله استفاده نمی‌کنند و این کاربرد بیشتر در ماشین‌آلات صنعتی قدیمی‌تر دیده می‌شود. اغلب، این مدارها یک منبع تغذیه مجزا برای یک رله دارند که با تغییر حالت، سایر رله‌ها را فعال یا غیرفعال می‌کند.

به عنوان مثال، در تابلوهای کنترل بزرگ تهویه، رله‌ها گرما تولید می‌کنند و برای حفظ دمای داخلی به فن‌های خنک‌کننده نیاز دارند. این مدار از دو رله برای راه‌اندازی فن خنک‌کننده، خاموش کردن چراغ توقف و روشن کردن چراغ کار استفاده می‌کند. وقتی تابلو برقرار می‌شود، 120 ولت AC از طریق پین‌های 3 و 4 رله 1 عبور کرده و چراغ توقف را روشن می‌کند. وقتی کلید شروع فشار داده می‌شود:

1. ولتاژ به سیم پیچ رله ۱ (پین ۱) و کنتاکت رله ۲ (پین ۳) داده می‌شود.
2. رله ۱، کنتاکت‌های ۳ به ۴ را باز می‌کند و چراغ توقف را خاموش می‌کند و کنتاکت‌های ۳ به ۵ را بسته می‌کند.
3. رله‌ی ۲ در پین ۱ برق دریافت می‌کند.
4. رله 2 دو طرفه است. کنتاکت‌های 3 به 5 و 3 به 6 بسته می‌شوند. لامپ و فن روشن می‌شوند.
5. هنگامی که دوباره کلید شروع فشار داده می شود و باز می شود، سیم پیچ رله 1 از مدار خارج شده و مخاطبین 3 و 4 بسته می شوند، و چراغ توقف را روشن می کند.
6. رله شماره 2 غیرفعال شده و به این ترتیب، کنتاکت‌های ۳ به ۵ و ۳ به ۶ باز می‌شوند، که باعث خاموش شدن لامپ روشنایی و فن خنک کننده می‌شود.

این مثال یک مدار منطقی ساده است و تنها بخشی از آنچه یک پنل کنترل با استفاده از این برنامه از آن استفاده می‌کند را نشان می‌دهد. مدارهای منطقی رله برای عیب یابی پیچیده هستند. اضافه شدن چندین پین و وابستگی یک رله به رله دیگر، فرآیند عیب یابی را پیچیده‌تر می‌کند.

رله‌های حالت جامد

رله‌های حالت جامد (SSR) مانند رله‌های الکترومغناطیسی، دستگاه‌های سوئیچینگ الکترونیکی هستند، اما بر خلاف رله‌های الکترومغناطیسی که دارای قطعات متحرک هستند، SSR ها فاقد هرگونه قطعه متحرک می‌باشند. این رله‌ها از اجزای الکترونیکی برای عملیات سوئیچینگ استفاده می‌کنند که از مواد دی الکتریک ساخته شده و به سطوح مورد نظر آلیاژ شده‌اند. ساختار SSR تأثیر زیادی بر توانایی‌های سوئیچینگ آن دارد.

رله‌های حالت جامد ولتاژ ورودی کمی (3 تا 32 ولت) دریافت کرده و قادر به کنترل ولتاژهای بالا (تا 240 VAC) هستند. کارت‌های مدار به طور کامل از این رله‌ها استفاده می‌کنند و کاربردهای رایج آن‌ها شامل دیودهای ساطع کننده نور (LED) و ارائه ورودی‌های سوئیچ شده به سایر دستگاه‌های الکترونیکی با ولتاژ کم است. پانل‌های کنترل پیشرفته به دلیل ویژگی‌های خاص این رله‌ها از آن‌ها بهره می‌برند، زیرا

• ابعاد کوچک‌تر و باریک‌تر برای نصب ساده‌تر و یکپارچه
• عملیات خاموش و روشن کردن بدون صدا
• عمر طولانی‌تر. هیچ قطعه متحرکی خراب نمی‌شود و هیچ کنتاکت الکترونیکی فرسوده نمی‌شود.
• مقاومت خروجی ثابت، صرف نظر از میزان استفاده
• بدون جرقه و قابل استفاده در محیط های انفجاری
• کمتر تحت تاثیر شوک، لرزش، رطوبت و میدان های مغناطیسی خارجی قرار می گیرد.

برخی از معایب در مقایسه با رله‌های الکترومغناطیسی عبارتند از:

• دارای ویژگی‌های ولتاژ و جریان نیمه‌رسانا به جای تماس‌ها (هنگام بسته شدن گرما تولید می‌کند)
• وقتی مقاومت باز شدن کمتر است، ممکن است نشتی معکوس در حد میکروآمپر اندازه‌گیری شود.
• برخی از طرح ها مدارهای خروجی حساس به قطبیت دارند که در رله های الکترومغناطیسی وجود ندارد.

خلاصه

رله‌ها در دنیای سوئیچینگ الکترونیکی نقش بسیار مهمی دارند. هر رله و طراحی مدار دارای مزایا و معایب خاص خود است و سطوح مختلفی از حفاظت را ارائه می‌دهد. داشتن دانش پایه در زمینه سوئیچینگ می‌تواند به تکنسین‌ها در شناسایی مشکلات کمک کند. در بسیاری از موارد، تعویض رله با یک قطعه یدکی آماده می‌تواند مشکلات را حل کند. اگر در حال طراحی یک سیستم جدید یا ارتقا هستید، با دیزل استار تماس بگیرید تا کارشناسان ما به شما در پاسخ به هر سوالی که دارید کمک کنند.