رله یک سوئیچ الکترونیکی که تحت کنترل سایر مدارات الکترونیکی باز و بسته می شود.

در اصل سوئیچ با یک آهنربای مغناطیسی برای باز و بسته کردن یک یا چند اتصال عمل می کند.

این وسیله توسط “جوزف هنری” (Joseph Henry) در سال ۱۸۳۵ اختراع شد.

چون رله می تواند مدار خروجی پر قدرتی را نسبت به مدار ورودی کنترل کند می توان آنرا به عنوان نوعی تقویت کننده در نظر گرفت.

وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، میدان مغناطیسی حاصله یک میله فلزی را که به طور مکانیکی به یک اتصال متصل شده است، را جذب می کند.

این حرکت موجب اتصال یا قطع یک اتصال با یک اتصال ثابت می شود.

وقتی جریان قطع می شود، میله فلزی با نیروی تقریبی نصف قدرت میدان مغناطیسی به محل اولیه خود بر می گردد.

معمولا این نیرو توسط یک فنر (spring) تامین می شود، البته از نیروی گرانش (gravity) نیز در موتورهای استارتر صنعتی ممکن است استفاده شود.

اغلب رله ها برای عملیات سریع ساخته می شوند.

در کاربردهای ولتاژ پائین، کاهش نویز دارای اولویت بیشتری است و در کاردهای ولتاژ بالا کاهش قوس الکتریکی اولویت بیشتری دارد.

فروش ویژه صاعقه گیر اذرخش

اگر انرژی سیم پیچ توسط DC تامین شود، خیلی اوقات یک دیود به دوسر سیم پیچ متصل می شود تا انرژی حاصل از میدان مغناطیسی را به هنگام قطع مصرف و یا به عبارتی پراکنده کند.

که این می تواند یک ضربه ولتاژ باشد و به سایر قسمتهای مدار ضربه بزند.

اگر سیم پیچ برای کار با AC طراحی شده باشد، یک حلقه مسی در انتهای سیم پیچ، تابیده می شود.

این حلقه(shading ring) یک جریان غیر هم فاز تولید می کند که کشش میله فلزی را در سیکلهای AC افزایش می دهد.

یعنی هنگامی که جریان AC مقدار مینیمم خود را دارد این سیم با یک اختلاف فاز نسبت به آن دارای مقداری جریان است که می تواند میله را به سمت سیم پیچ نگه دارد و در غیر این صورت میله در هر سیکل از سیم پیچ جدا  و دوباره متصل می شود و موجب ضربه زدن به سایر قسمتهای مدار می شود.

به تشابه با عملیات کارکرد رله مغناطیسی، خواهید دید که در رله های حالت جامد از تریستور یا سایر سوئیچهای حالت جامد استفاده می شود.

برای رسیدن به ایزولاسیون الکتریکی از(light-emitting diode) یعنی LED با یک ترانزیستور نوری استفاده می شود.

این رله دو حالته(bistable) است.

بعضی مواقع آنها را “Keep Relay” نیز می نامند.

وقتی جریان قطع می شود، رله در حالت قبلی خود باقی می ماند.

این عملیات توسط یک سیم پیچی استوانه ای، یک ضامن و بادامک و یا در حالت دیگر با دو سیم پیچ  متقابل با یک فنر یا یک آهنربای دائمی و در حالتی دیگر توسط یک هسته با پسماند مغناطیسی (remnant core) برای نگه داشتن میله فلزی در جای خود هنگامیکه جریان قطع است، صورت می گیرد.

در مثال ضامن و بادامک، با پالس اول رله روشن و با پالس بعدی خاموش می شود.

در مثال دو سیم پیچ، پالس به یک سیم پیچ رله را روشن و با دادن پالس به رله متقابل (مخالف) رله خاموش می شود.

این نوع رله دارای این مزیت است که توان را فقط در لحظه سوئیچ مصرف می کند و در حالت قبلی خود با توان ثابت خروجی باقی می ماند.

این رله دارای دسته ای اتصالات داخل خلاء یا لوله شیشه ای پر شده از گاز بی اثر  است، که از اتصالات در مقابل فساد تدریجى در اثر مجاورت با هوا (atmospheric corrosion) حفاظت می کند.

اتصالات با میدان مغناطیسی حاصل از سیم پیچ که دور لوله بسته شده، بسته می شوند.

این رله ها دارای سرعت بیشتری نسبت به رله های معمول هستند.

این رله نیز نوعی Reed Relay است که اتصالات آن به جیوه آغشته شده (mercury-wetted) است.

اینچنین رله هائی برای سوئیچ کردن سیگنالهائی با ولتاژ پائین(یک ولت یا کمتر) به کار می روند استفاده می شوند، زیرا دارای مقاومت کم در اتصالات هستند.

همچنین بدلیل جلوگیری جیوه از پرش های زائد، در شمارنده های سرعت بالا و وسایل زمان سنجی نیز کاربرد دارد.

این رله به موقعیتش حساس است(position-sensitive) و باید به طور عمودی نصب شود تا درست کار کند.

بدلیل سمیت و هزینه جیوه مایع، این نوع رله ها بندرت برای تجهیزات جدید استفاده می شوند.

رله قطبی میله فلزی را بین قطبهای یک آهنربای دائم قرار می دهد تا حساسیت را افزایش دهد.

رله های قطبی در اواسط قرن ۲۱ در ارتباطات تلفنی برای آشکار سازی پالسهای ضعیف و تصحیح اعوجاج تلگرافی استفاده می شد.

قطبها روی پیچهائی قرار داشتند که تکنسین ها می توانستند آنها را برای حساسیت بالا تنظیم کنند و سپس یک مقدار بایاس را برای جریان بحرانی به آنها اعمال می کردند که رله باید با آن کار کند.

این رله ها برای کنترل صنعتی ماشینها، ماشینهای انتقال و کنترل ترتیبی استاندارد شده اند.

این رله با تعداد بسیاری اتصال مشخص می شود(بعضی مواقع در میدانهای مغناطیسی) که به راحتی از حالت نرمال باز به حالت نرمال بسته تبدیل می شوند.

دارای سیم پیچهای قابل تعویض آسان است و ضریب شکلی(form factor) که قابلیت نصب تعداد زیادی از آنها را در یک پانل را میسر می سازد.

اگر چه این رله ها  زمانی ستون فقرات اتوماسیون صنعتی  را در مونتاژ اتومبیل بودند ولی امروزه با کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر(programmable logic controller) در کاربردهای کنترل ترتیبی جایگزین شده اند.

این رله یک رله جریان قوى (heavy-duty relay) است که برای سوئیچینگ موتورهای الکتریکی و بارهای روشنائی استفاده می شود.

در جریانهای بالا اتصالات از نقره خاص ساخته می شوند.

قوسهای الکتریکی نا خواسته، موجب اکسید شدن اتصالات می شوند ولی! اکسید نقره هنوز یک هادی خوب است.

چنین وسایلی اغلب برای استارتر موتورها استفاده می شوند.

موتور استارتر() یک کنتاکتور با یک وسیله محافظ جریان زیاد است.

فروش ویژه صاعقه گیر اذرخش

این رله نیز یک رله جریان قوى البته حالت جامد (heavy-duty solid state relay) به همراه یک دفع کننده حرارتی(heat sink) می باشد و در گرم کننده های الکتریکی، موتورهای الکتریکی کوچک و بارهای روشنائی کاربرد دارد، که در آنها به دوره های روشن و خاموش مکرر نیاز است.

در آنها هیچ قسمت متحرکی برای داشتن سایش و یا اتصال پرشی برای لرزش وجود ندارد.

آنها با سیگنالهای کنترل AC یا DC از سوی کنترلرهای منطقی برنامه پذیر (PLCs)، کامپیوتر های شخصی (PCs) ، منابع منطقی ترانزیستور – ترانزیستور (TTL=Transistor-transistor logic) و سایر کنترلهای میکروپروسس& #1608;ر فعال می شوند.

یک رله Solid State Contactor برای ۲۵ یا ۴۰ آمپر

این رله یک حسگر مطمئن برای انباشت گاز در ترانسفورما& #1578;ورهای بزرگ است که در روغن شناورند، که هنگامیکه تجمع گاز به آهستگی شروع شود، هشدار می دهد.

و در صورتی که گاز به سرعت در روغن ترانسفورما& #1578;ور تولید شود، ترانسفورما& #1578;ور را قطع می کند.

در این رله اتصالات رله ای وجود دارند  که به صورت مکانیکی به یکدیگر متصل هستند که هنگامیکه سیم پیچ تحریک و یا بی انرژی می شود همه آنها به سمت یکدیگر حرت می کنند.

اگر یک دسته از این اتصالات از حرکت بیافتند، اتصالات دیگر رله همان رله نمی توانند حرکت کنند.

کاربرد این رله توانائی چک کردن حالت رله ها را میسر می سازد.

این رله ها با نامهای دیگری از قبیل “positive-guided contacts”، “captive contacts“، “locked contacts“و “safety relays“ نیز شناخته می شوند.

رله حالت جامد (SSR) یک عنصر الکترونیکی نیمه هادی است که کاری شبیه رله الکترومکان& #1740;کی را انجام می دهد ولی هیچ عضو متحرکی ندارد و دارای طول عمر بلند مدتی است.

با SSR ها، روی هر ترانزیستور آنها ولتاژ کوچکی می افتد.

مجموع این ولتاژها جریانی را که یک SSR می دهد را محدود می کند.

با ترانزیستور های پیشرفته تر، SSR های با جریان بالا می توانند جریانهای ۱۰۰ تا ۱۲۰۰ آمپر را تامین کند، که هم اکنون به صورت تجاری قابل دسترس هستند.

فروش ویژه صاعقه گیر اذرخش

یک SSR

یک نوع از رله های حفاظت بار زیاد به همراه یک عنصر یا المان حرارتی به طور سری با موتور کار می کند.

گرمای ایجاد شده توسط جریان موتور یک نوار باریک دو فلزی را برای رها کردن یک فنر برای اتصال استفاده می شود.

این رله در معرض محیطی شبیه به محیط موتور قرار دارد.

“C” یعنی مشترک (Common)

از وقتیکه رله ها به عنوان سوئیچ به کار رفتند، لغات و اصطلاحات آنها را نیز به خود گرفتند، بر اساس این طبقه بندی، رله ها می توانند یکی از انواع زیر باشند:

SPST:که مخفف Single Pole Single Throw و به معنی یک قطب و یک لولا می باشد.

این فقط دو ترمینال دارد که می توانند به خاموش و روشن سوئیچ شوند.

در مجموع به همراه سیم پیچ چهار ترمینال وجود دارد.

SPDT: که مخفف Single Pole Double Throw و به معنی یک قطب و دو لولا (حالت) است.

این مورد یک ردیف از سه ترمینال دارد. یک ترمینال (مشترک) بین دو قطب دیگر سوئیچ می کند.

در مجموع به همراه سیم پیچ پنج ترمینال وجود دارد.

DPST: که مخفف Double Pole Single Throw و به معنی دو قطب و یک لولا است.

در این رله دو جفت ترمینال وجود دارد.

معادل(در حکم) دو SPST کار می کند ولی با یک سیم پیچ و در مجموع به همراه سیم پیچ شش ترمینال دارد.

این پیکره بندی ممکن است مانند DPNO باشد.

DPDT: که مخفف Double Pole Double Throw و به معنی دو قطب و دو لولا است.

در این رله دو ردیف ترمینال دو حالته است.

معادل دو SPDT بوده که با یک سیم پیچ کار می کند و در مجموع به همراه سیم پیچ هشت ترمینال دارد.

نمای یک DPDT در مورد AC

QPDT: که مخفف Quadruple Pole Double Throw بوده و به معنی چهار قطبی و دو لولائی است و گاهی اوقات Quad Pole Double Throw نیز گفته می شود.

معادل چهار SPDT بوده و با یک سیم پیچ کار می کند و در مجموع به همراه سیم پیچ چهارده ترمینال دارد.

اتصالات می توانند در حالتهای باز(NO)، بسته(NC) و یا وسط (CO) باشند.

NO یا “Normally-open” مدار را هنگامیکه رله فعال است، متصل می کنند و در هنگامی که رله غیر فعال است، مدار را قطع می کند.

همچنین به چنین وضعیتی “فرم اتصال A” یا “make” نیز می گویند.

فرم اتصال A برای کاربردهای که نیاز دارند منابع جریان بالا و با توان بالا را توسط کنترل از راه دور سوئیچ کنند، ایده آل است.

NC یا “Normally-closed” مدار را هنگامیکه رله  غیر فعال است، متصل می کنند و در هنگامی که رله فعال است، مدار را قطع می کند.

همچنین به چنین وضعیتی “فرم اتصال B” یا “break” نیز می گویند.

فرم اتصال B برای کاربردهائی ایده آل هستند که نیاز دارند هنگامیکه رله فعال است قطع بمانند.

CO یا “Change-over” دو مدار را کنترل می کند:

یک NO و یک NC ، با ترمینال مشترک “C“. همچنین به چنین وضعیتی “فرم اتصال C” یا “transfer” نیز می گویند.

یک DPDT در حالت AC و پوشش یخی(Ice-Tube)

رله ها استفاده می شوند در (برای):

یک رله یزرگ قدیمی با تعداد زیادی اتصال
استفاده در سیستم سوئیچ تلفنی قدیمی

انتخاب یک رله مناسب برای کاربری خاص مستلزم ارزیابی فاکتورهای مختلفی است:

رله محافظ یک دستگاه پیچیده الکترومکان& #1740;کی است، اغلب با بیشتر از یک سیم پیچ و طراحی شده برای محاسبه شرایط کاری روی یک مدار الکتریکی و قطع کننده مدار وقتی اشتباهی رخ دهد.

بر خلاف نوع کلیدی رله با ولتاژ آستانه و زمان کارکرد غیر مشخص(یا به سختی ثابت)، رله های محافظ دارای منحنیهای با تقریب خوب، قابل انتخاب و نسبت – زمان به جریان -(یا سایر پارامترهای کاری) خوبی هستند.

چنین رله هائی بسیار خوب ساخته می شوند، با استفاده از آرایه های دیسکهای القائی، آهنرباهای قطب پوشیده، سیم پیچهای عملیات و توقف، عملگرهای سلونوئیدی، اتصالات شبیه رله تلفن و شبکه های تغییر فاز این کار صورت می گیرد تا به رله اجازه دهند تا به جریانهای بالا، ولتاژهای بالا، برگشت توان، فرکانس بالا و پائین پاسخ دهد.

یک خط انتقال مهم یا واحد تولید باید یک اطاقکهای خصوصی البته با نشان مخصوص وسایل الکترومکان& #1740;کی مخصوص برای محافظت داشته باشند.

فروش ویژه صاعقه گیر اذرخش

هر کدام از کارائی های حفاظتی در دسترس برای یک رله باید با شماره وسیله استاندارد standard ANSI Device Numbers)ANSI ) مشخص شوند.

برای مثال اگر له ای کارائی ۵۱ را دارد باید یک رله حفاظتی جریان بالای زمان بندی شده باشد.

طراحی و تئوری این وسیله محافظ قسمت مهمی از آموزش یک مهندس الکترونیک است که در رشته سیستمهای قدرت کار می کند. امروزه این وسیله ها تقریبا به کلی – در طراحیهای جدید – با الات دقیق بر اساس میکرو پروسسورها جایگزین شده اند که با اجداد الکترومکان& #1740;کی خود با دقت و راحتی کار خود رقابت می کنند.

با ترکیب کردن چندین کارائی در یک مورد، رله های عددی (شمارشی) در هزینه های سرمایه و نگهداری بسیار مقرون به صرفه تر هستند.

به هر حال به علت طول عمر طولانی رله های الکترومکان& #1740;کی، دهها هزار از این “نگهبانان خاموش” هنوز از خطوط انتقال و وسایل الکتریکی در تمام جهان محافظت می کنند.

این رله نوعی رله محافظ به شما می رود.

فروش ویژه صاعقه گیر اذرخش

شماره طراحی وسیله ANSI آن ۵۰ (برای یک جریان بالای لحظه ای) یا “” و ۵۱ (برای جریان بالای زمانی) یا “” می باشد.

در کاربردهای عادی رله های جریان بالا برای محافظت جریان بالا استفاده می شوند که به یک ترانسفورما& #1578;ور جریان متصل و برای کار کردن در (بالای) سطح جریان مشخصی می باشند.

وقتی رله کار می کند، یک یا چند اتصال کار خواهند کرد و سیم پیچ مدار قطع کننده را تحریک می کنند و مانع از قطع شدن مدار می گردند.

Westinghouse Corporation, Applied Protective Relaying, 1976, Westinghouse Corporation, no ISBN, Library of Congress card no. 76- 8060 – a standard reference on electromechanical protection relays (out of print – current edition published by ABB)

Terrell Croft and Wilford Summers (ed), American Electricians’ Handbook, Eleventh Edition, McGraw Hill, New York (1987) ISBN 0- 07-013932-6

Mason, C. R., Art & Science of Protective Relaying, Chapter 2, GE Consumer & Electrical [1],