رله چیست ؟ (انواع رله و کاربرد آنها)

رله یک کلید الکترو مکانیکی ساده است.

همانطور که ما از کلیدهای معمولی برای باز و بسته کردن یک مدار به‌صورت دستی استفاده می‌کنیم، رله نیز کلیدی است که دو مدار را متصل یا قطع می‌کند.

اما به جای عملکرد دستی، رله را می‌توان از راه دور و با سیگنال‌دهی باز و بسته کرد. در واقع، یک آهنربای الکتریکی وجود دارد که سیگنال را دریافت و عملیات قطع و وصل کردن مدار اصلی در رله را انجام می‌دهد.

رله‌ها می‌توانند در انواع مختلفی مثل الکترومکانیکی یا حالت جامد طراحی شوند؛ انواع الکترومکانیکی کاربردهای بیشتر دارند.

در ادامه، اجزای داخلی یک رله الکترومکانیکی را عنوان می‌کنیم:

• آهنربای الکتریکی (Electromagnet)
• اتصال متحرک مکانیکی
• نقاط مختص سوئیچ کردن
• سیم‌پیچ

به‌طور خلاصه، آهنربای الکتریکی با تشکیل یک سیم‌پیچ بر روی یک هسته فلزی ساخته می‌شود.

دو سر سیم‌پیچ، مطابق شکل، به دو پایه رله متصل می‌شوند.

این دو به عنوان پایه‌های تغذیه DC، به‌کار گرفته خواهند شد.

به‌طور کلی، دو اتصال دیگر وجود خواهند داشت که به عنوان نقاط سوئیچ‌کردن برای اتصال جریان با آمپر بالا استفاده می‌شوند.

اتصال دیگری نیز به عنوان اتصال مشترک، نقاط سوئیچ‌کردن را به هم متصل می‌کند.

این اتصال‌ها را به‌ترتیب، معمولی باز (NO)، معمولی بسته (NC) و مشترک (COM) نام‌گذاری می‌کنند.

از رله در مدارهای AC و DC استفاده می‌شود.

در مورد رله‌های AC باید گفت، برای هر موقعیت جریان صفر، سیم‌پیچ رله مغناطیس‌زدایی می‌شود و در نتیجه احتمال قطع شدن مداوم مدار وجود خواهد داشت. برای پیشگیری از این خطا، رله‌های AC با مکانیزم خاصی ساخته می‌شوند تا خاصیت آهنربایی پیوسته مانع از بروز این مشکل شود.

چنین مکانیزمی شامل آرایش مدار الکترونیکی یا مکانیزم سیم‌پیچ سایه‌دار است.

رله بر اساس اصول الکترومغناطیس کار می‌کند.

وقتی خاصیت آهنربایی توسط یک جریان اعمال می‌شود، یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ ایجاد می‌شود.

سپس، از یک سوئیچ برای اعمال جریان DC به بار استفاده می‌شود (به شکل زیر دقت کنید). در رله، از سیم‌پیچ مسی و هسته آهنی به عنوان آهنربای الکتریکی بهره برده می‌شود.

هنگامی که به سیم‌پیچ  جریان DC اعمال می‌شود، اتصال را به خود جذب می‌کند، این عمل را انرژی‌دهی رله می‌گویند.

وقتی منبع جریان از مدار خارج می‌شود، اتصال به موقعیت قبلی خود برمی‌گردد، به این حالت وضعیت قطع انرژی می‌گویند و این تمام آنچه است که در رله اتفاق می‌افتد!

رله‌های حالت جامد هم رویکردی به‌همین شکل دارند، با این تفاوت که در آنها عنصر حسگر وجود دارد که برای تشخیص ولتاژ ورودی استفاده می‌شود و از تکنیک جفت‌سازی برای سوئیچ کردن استفاده می‌گردد.

چنانکه عنوان شد، رله یک کلید است. بنابراین، اصطلاح " قطب‌ها و پرتاب‌ها" برای رله نیز کاربرد دارد.

بسته به تعداد اتصال‌ها و تعداد مدارهای موجود، رله‌ها را می‌توان به انواع متناظری دسته‌بندی کرد.

قبل از آنکه انواع اتصالات، متناظر انواع رله‌ها، را معرفی کنیم، اصطلاح " قطب‌ها و پرتاب‌ها" را توضیح می‌دهیم.

رله‌ها می‌توانند یک یا چند مدار را سوئیچ کنند. هر کلید در رله را یک قطب در نظر می‌گیریم.

تعداد مدارهایی راکه یک رله به یکدیگر متصل می‌کند، پرتاب می‌خوانیم.

بسته به تعداد قطب‌ها و پرتاب‌ها، رله‌ را در انواع زیر طبقه‌بندی می‌کنیم:

•تک قطب – تک پرتاب

یک رله تک قطب – تک پرتاب می‌تواند یک مدار را کنترل کند و به یک خروجی متصل شود. برای وضعیت‌هایی که تنها به یک روشن و خاموش کردن ساده نیاز است، این نوع رله کافی است.

از رله‌های برای محافظت از سیستم‌های الکتریکی و به‌ حداقل رساندن آسیب‌های ممکن به تجهیزات الکترونیکی، معمولا به دلیل اختلاف جریان و ولتاژ، استفاده می‌شود.

در واقع، رله یک نگهبان است که در مدار قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی آن واکنش در مواقع ضروری است.

از رله‌ها به‌طور ویژه برای کنترل مدارهای با ولتاژ بالا و سیگنال ولتاژ پایین بهره برده می‌شود.

بخصوص در تقویت‌کننده‌های صوتی و انواع مودم‌ها، رله‌ها کاربرد فراوان دارند. رله‌ها می‌توانند خطاهای رخ‌داده در سیستم انتقال و توزیع برق را شناسایی و جداسازی کنند.

انواع مختلف (موقعیت‌ها) کاربردهای رله‌ها عبارتند از:
• سیستم‌های کنترل روشنایی
• مخابرات
• کنترل‌کننده‌های فرایند‌های صنعتی
• کنترل ترافیک
• کنترل درایوهای موتورها
• سیستم‌های محافظتی منابع تغذیه الکتریکی
• رابط‌های کامپیوتری
• خودرو
• لوازم خانگی

از آنجا که رله‌ها دستگاه‌های الکترومکانیکی هستند، به‌ مرور زمان فرسوده می‌شوند و کارایی خود را از دست می‌دهند.

تکنیک‌های محدودی وجود دارند که می‌توانید با استفاده از آنها کارایی رله را بیازمایید. این تکنیک‌ها شامل موارد زیر هستند:

• آزمایش رله با استفاده از یک مولتی‌متر
• ساختن یک مدار ساده و آزمایش رله در آن
• استفاده از یک منبع تغذیه DC برای آزمودن کارایی رله