همانطور كه در اصول الكتريسيته وجود دارد هرگاه از سيم پيچي كه داراي هسته آهني است جريان الكتريكي عبور كند هسته سيم پيچ آهنربا میشود از اين خاصيت براي قطع و وصل مدارها استفاده مي گردد. جزئي كه اين عمل را انجام ميدهد رله نام دارد. رله هاي كنترلي كاربرد وسيعي در كنترل بارهاي سبك مانند كنتاكتورها، لامپ هاي سيگنال و يا وسايل اخطاردهنده صوتي دارند. همچنين از اين رله ها در مدارات، به عنوان واسطه استفاده ميشود. فرق اين رله ها با كنتاكتور در تعداد و اندازه كنتاكت هاي آن هاست.
كنتاكت هاي رله ها چون جريان زيادي را عبور نمي دهند كوچكتر و تعداد آ نها بيشتر است.
اساس كار رله ها شبيه به كنتاكتورها است. در شكل زير دو كنتاكت نشان داده شده است هنگامي كه سيم پيچ برق دار شود، هسته خود را آهن ربا كرده و باعث جذب هسته متحرك(آرميچر)ميشود. در اين ميان كنتاكت هاي متحرك نيز جذب كنتاكت ثابت مي شوند.
بيمتال يا رله اضافه بار :
اگر روي موتوري بيش از حد مجاز بار بيافتد، جريان زيادي از شبكه دريافت كرده و سيم پيچي هايش داغ ميشود و درصورت عدم قطع به موقع، موتور خواهد سوخت. رله حرارتي موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت ميكند. رله اضافه بار جهت كنترل جريان موتورهاي الكتريكي بكار مي رود و يك نوع رله حفاظتي است اين رله از دو فلز مختلف الجنس كه ضرايب انبساط طولي مختلفي دارند تشكيل شده است. شرايط كار اين رله ها از(۰۲-) درجه تا(۰۶+) درجه سانتيگراد متغير است.
در شكل زیر يك بسته برروي تسمه نقاله گيركرده و باعث شده است موتور به سختي نقاله را به حركت درآورد. همانطور كه موتور تلاش مي كند تسمه نقاله متوقف شده را راه بياندازد، جريانش به شدت بالا مي رود اگر مشكل حل نشود و يا مدار قطع نشود موتور با زياد شدن حرارتش صدمه خواهدديد .
توجه شود كه فيوز جريان هاي بسيار بالاي حالت اتصال كوتاه(بالاي ۱ هزار آمپر) را قطع مي كند و جريان هاي ناشي از بارزياد در محدوده عملكرد فيوز نيست براي قطع جريان ناشي از بار زياد از بيمتال استفاده ميشود .
بيمتال در مواقعي كه بارموتور بيش از ميزان از پيش تعيين شده باشد دستور توقف صادر مينمايد. در شكل زير ميتوانيد ساختمان يك بي متال را مشاهده نماييد.
بيمتال از دو فلز غيرهمنام كه به يكديگر تابيده شده اند ساخته ميشود اين دو فلز براثرگرم شدن به يك اندازه بزرگ نمي شوند و چون بهم محكم شده اند چاره اي جز خم شدن ندارند، خم شدن اين دوفلز كنتاكت ها را وصل مي كند .
حالت كنتاكت ها قبل از عملكرد رله
حالت كنتاكت ها بعد از عملكرد رله
شايان ذكر است، زمانيكه يك قطعه از تجهيزات الكتريكي از مقدار طراحي شده خود خارج ميشود نيز حالت اضافه بار رخ ميدهد.
– تفاوت ها و شباهت هاي فيوز و بيمتال شباهت هردو وسيله حفاظت كننده مدار هستند.
تفاوت ها :
۱-سرعت عمل فيوز نسبت به بيمتال خيلي بيشتر است.
۲-فيوز قابل تنظيم نيست در صورتي كه بيمتال قابل تنظيم ميباشد.
۳-فيوز مصرف كننده را در مقابل جريان زياد و اتصال كوتاه محافظت مينمايد در صورتي كه بيمتال مصرف كننده را در مقابل اضافه بار احتمالي محافظت مينمايد.
رله زماني (تايمر)و انواع آن :
يكي از وسايل فرمان دهنده مدار هاي كنترل اتوماتيك، تايمر ها يا رله هاي زماني هستنند كه وظيفه كنترل مدار را براي مدت زمان معيني بر عهده دارند اصول كار رله ها همانند كنتاكتو رهاست با اين تفاوت كه در رله ها:
۱-تمام كنتاكت ها از لحاظ فرم ظاهري شبيه هم هستند و در مدار هاي فرمان شركت مي كنند.
۲-كنتاكت ها بنا به مقتضيات كار ممكن است به طور لحظه اي يا با تاخير زماني قطع و وصل شوند. در اين صورت نام رله، رله لحظه اي يا رله با تاخير زماني خواهد بود.
۳-رله ها همچنين ممكن است داراي كنتاكت هاي لحظه اي يا با تاخير زماني باشند البته منظور از تاخير زماني فاصله زماني است كه بين عمل كنتاكت(اعم از باز شدن يا بسته شدن) از لحظه اتصال سيم پيچ رله به ولتاژ به وجود ميآيد.
تا كنون در صنعت برق رله هاي زيادي ساخته شد هاند كه مشخصات مختلفي داشته و هر يك براي كار بخصوصي مورد استفاده قرار ميگيرند براي مثال در انتقال انرژي و حفاظت خطوط از يك رله خاص استفاده ميكنند. در ادامه انواع رله هاي زماني معرفي مي شوند.
نكته: به طور كلي مي توان رله هاي زماني را به دو دسته تقسيم كرد:
الف) رله هاي تاخير در وصل (ON-DELAY):
به رله اي گفته مي شود كه بايد به رله انرژي داده شود و سپس رله عمل كرده كنتاكتي را باز يا بسته كند مثل رله زماني موتوري.
ب) رله تاخير در قطع (OFF-DELAY):
به رله اي گفته ميشود كه بعد از قطع شدن انرژي عمل كرده كنتاكتي را باز يا بسته كند مانند رله نيوماتيكي.
۱) رله زماني موتوري يا الكترو مكانيكي
شكل ۱ -۱۶: نماي ظاهري و اجزاي رله زماني موتوري
اين رله بر اساس ساعتي كار مي كند كه محرك چرخ دنده هاي آن موتور آسنكرون و بيشتر موتور با قطب چاكدار است. اصول كار آن به اين صورت است كه دور موتور توسط يك سيستم چرخ دنده كاهش مييابد بطوري كه در نهايت ، آخرين چرخ دنده كنتاكت را خيلي به آرامي باز يا بسته مي كند. زمان شروع رله از لحظه را ه اندازي موتور محسوب ميشود.
توسط اين رله ميتوان زمان هايي از حدود ثانيه تا حدود ساعت، و حتي روز و هفته را تنظيم نمود. محل ديسك در لحظه شروع به كار، قابل تنظيم است و پس از تنظيم زمان آن(توسط زايده خارجي) و تغذيه تايمر، موتور با دور ثابت به حركت درمي آيد و با گردش موتور، زمان تايمر شروع ميشود پس از گردش، به علت برخورد با زايده ديسك، متوقف شده، به ميكروسويچ داخلي فرمان ميدهد، كنتاكت هاي تايمر عمل ميكنند، به طور اتوماتيك قطع مي شوند و موتور يا هر وسيله ي ديگر از كار مي افتد. البته رله هاي جديدي هستند كه هنگام عمل كنتاكت بازي را بسته و كنتاكت بسته اي را باز م يكنند و ميتوان موتوري را خاموش يا روشن كرد يا نيرو را از موتوري به موتور ديگر انتقال داد (شكل ۱-۲۶).
شکل ۱.۲۶
۲) رله زماني الكترونيكي: از تايمر هاي الكترونيكي براي تنظيم زمان هاي كمتر از ثانيه تا چندين ثانيه
استفاده مي شود .در ساختمان اين تايمر ها ،از مدار ها و اجزاي الكترونيكي استفاده مي شود .در در نوعي از اين تايمر ها با شارژ و دشارژ شدن يك خازن، بوبين يك رله كوچك تحريك ميشود .اصول ساختمان رله الكترونيكي بر مبناي مدار RC (خازن و مقاومت) و بر حسب تاخير زماني استوار است. تنظيم اين نوع تايمر ها بستگي به مقاومت سر راه خازن دارد در ساده ترين نوع تايمر الكترونيكي در تايمر نوع خازني، رله هنگامي وصل ميشود كه خازن شارژ بشود و ولتاژ دوسر آن برابر ولتاژ وصل رله گردد پس از وصل رله، با ذخيره شدن در خازن برروي مقاومتي كه توسط كنتاكت باز رله به دو سر خازن وصل ميشود تخليه مي گردد در اين نوع با تغير ظرفيت خازن ميتوان زمان تايمر را تنظيم كرد (شكل 1.36)
شکل ۱.۳۶
۳) رله زماني نيوماتيكي: در اين تايمر از خاصيت ذخيره سازي و فشردگي هوا استفاده ميشود .هنگاميكه بوبين تحريك، قسمت متحرك را جذب ميكند قطعه اي كه شبيه به دم آهنگري است فشرده شده هواي آن از طريق سوپاپ يك طرفه خارج ميشود هنگام يكه جريان بوبين قطع ميشود، دم از طريق فنر به حالت اوليه خود بر ميگردد و از طريق سوپاپ تنظيم از هوا پر ميشود وقتي كه دم به حالت عادي برگشت كنتاكتها تغيير وضعيت مي دهند(شكل ۱-۴۶).
شکل ۴۶.۱
تفاوت تايمر موتوري با تايمر نيوماتيكي در اين است كه تايمر موتوري پس از تنظيم و وصل بوبين آن به ولتاژ، شروع به كار ميكند در حالي كه تايمر نيوماتيكي پس از قطع ولتاژ از بوبين آن، شروع به كار مينمايد. در بسياري از موارد، تايمر نيوماتيكي بر روي كنتاكتورهاي مدار وصل ميشود تا پس از وصل كنتاكتور، دم رله فشرده شود.
۴ رله زماني بي متال يا حرارتي (تايمر حرارتي): اين نوع تايمر با استفاد ه از خاصيت بيمتال كار ميكند و در انواع رله ذوب شونده ، رله حرارتي ب يمتال و رله حرارتي منعكس كننده ميله اي ساخته ميشوند. زماني كه جريان از بيمتال عبور ميكند گرم ميشود و پس از مدتي در اثر تغيير شكل، عمل كرده مدار را قطع يا وصل ميكند .دقت اين نوع تايمر زياد نيست و آب و هواي محيط بر روي آن اثر ميگذارد.
۵)رله زماني هيدروليكي: در اين رله ها از سيستم هيدروليكي جهت تاخير در مدار استفاده ميشود .
طرز كار آن طوري است كه وقتي جريان برق به رله وصل ميشود ، مقداري روغن در داخل آن جابه جا ميشود براي بازگشت روغن به مكان اوليه زماني لازم است كه اين زمان را به عنوان زمان تايمر در نظر بگيرند
رله مغناطيسي
رله مغناطيسي نيز براي كنترل جريان به كار ميرود اصول كار اين رله بر اساس پديده مغناطيس پايه گذاري شده است. از اين رله براي قطع جريان هاي اتصال كوتا ه استفاده ميشود .ميدانيم كه يك اتصال كوتاه بايد سريع قطع شود بنابراين در چنين موقعيتي نميتوان از رله اضافه باري(حرارتي) استفاده نمود چون گرم شدن ب يمتال رله به يك زمان نسبتا طولاني نياز دارد .اين رله از يك هسته مغناطيسي كه اطراف آن چند دور سيم پيچيده شده تشكيل گرديد ه است. عبور جريان اتصال كوتاه باعث مغناطيس شدن و جذب اهرم قطع ميشود .اين رله را به طور مجزا به ندرت مورد استفاده قرار ميدهند و در كليدهاي اتوماتيك از آ نها به همراه رله هاي حرارتي بهره مي گيرند.
رله كنترل بار در برق صنعتي جهت حفاظت از موتورها، ژنراتورها و ترانسهاي قدرت از رله كنترل بار استفاده ميشود اين رله ها جايگزيني مناسب براي رله هاي بيمتالي يا همان حرارتي هستند(شكل زیر)
در اين رله ها با استفاد ه از يك سري كانال عبوري كه سيم هاي سه فاز در داخل آ نها قرار ميگيرد ميزان جريان عبوري را توسط روش القائي اندازه مي گيرند(مانند آمپرمترهاي انبري). كاربرد عمده اين رله ها در حفاظت موتورها در برابر عواملي مثل اضافه بار بيش از حد مجاز، دو فاز شدن، اتصالي در هر نقطه از مسير مصرفي جريان حتي در داخل موتور و اختلالات داخلي موتور است. با استفاد ه از يك كانال يا دو كانال نيز ميتوان موتورهاي تك فاز و دو فاز را حفاظت كرد. چون موتورها در ابتداي كار جريان زيادي جهت را ه اندازي دريافت ميكنند لذا در اين مدت زمان رله نبايد عمل كند تا موتور راه بيفتد لذا بر روي اين رله ها يك تايمر قابل تنظيم قرار داده ميشود تا پس از اين مدت(عبور از اضافه جريان اوليه) رله فعال شود.
همچنين يك ولوم قابل تغيير نيز جهت تنظيم جريان مجاز موتور در حين كار برروي اين رله قرار داده ميشود بر روي پنل اين رله ها نيز يك دكمه ريست جهت ريست رله پس از اجراي عمل حفاظت قرار ميگيرد. بر خلاف رله هاي بيمتال كه سرعت عملكرد آ نها بسيار پايين است(براي يك رله ۲۱ آمپري در جريان ۸۱ آمپري حدود ۹۰ تا ۱۸۰ ثانيه) و موتور آسيب خواهد ديد، رله هاي الكترونيكي كنترل بار در مدت زمان بسيار كمي(كمتر از يك ثانيه) فازها را قطع ميكنند. البته بايد ذكر كرد كه رله به صورت مستقيم فازها را قطع نميكند بلكه كنتاكتور فازهاي اتصالي به موتور را قطع ميكند.
1-7 -6) رله كنترل فاز (Monitoring Phase) رله كنترل فاز براي تشخيص جابجاي فاز يا تغيير توالي فازها كه منجر به تغيير جهت گردش موتورها ميشود و م يتواند منجر به خرابي دستگاه ها شود ،همچنين تشخيص قطعي يك يا دو فاز كه باز هم باعث سوختن موتورهاي الكتريكي ميشود مورد استفاده قرار مي گيرد. اين وسيله يكي از وسايل حفاظتي در تمامي مدارهاي الكتريكي سه فاز است.
۱-۷ -۷) رله هاي مدار فرمان رله ي مدار فرمان عبارت است از سيم پيچ كوچك اطراف يك هسته ي آهني، يك قطعه فلز مغناطيسي كوچك با تعدادي كنتاكت باز وبسته ي ظريف به عبارت ديگر اين رله، كنتاكتور كوچكي است با كنتاكت هايي كه قادر به عبور جريان كمي هستند(در حد چند آمپر). از اين رله در مدارهاي فرمان تابلوهاي برق استفاده ميگردد و فاز بويين كنتاكتورها از كنتاكت باز آن، عبور مي دهند.
در اين جا لازم مي دانم نكته اي را بيان كنم اگر ا ز يك رله با بويين ۳۸۰ ولت، به صورت رله ي مدار فرمان يك تابلو برق به شرح زير استفاده كنيد:
1 ) دوفاز به طور مثال L1,L2 را پس از عبور ا ز يك كليد دو فاز مينياتوري براي مغناطيسي شدن رله به دو سر بويين هدايت نماييد.
2) فاز سوم »L3« را پس از عبور ا ز يك كليد و فيوز با يك كليد مينياتوري ديگر از كنتاكت باز رله عبور داد ه از آن براي مدار فرمان تمامي استارترهاي(كنتاكتور به اضافه ي بيمتال) تابلو استفاده كنيد.
تمامي موتورهاي سه فاز اين تابلوي برق از خطر سوختن در مقابل دو فاز شدن(قطع يك فاز) از كليد اصلي با شبكه ي شهر در امان خواهند بود. چون اگر L1 و يا L2 قطع شود رله قطع شده كنتاكت آن باز، فاز مدار فرمان استارترها قطع ميشود و موتورها در همان لحظه خاموش مي گردند. اگر L3 قطع شد، باز هم با آن كه كنتاكت رله بسته است، فاز مدار فرمان استارترها قطع شده و اين بار نيز موتورها فورًاً و قبل از آن كه به سيم پيچ آن ها صدمه اي وارد شود، خاموش خواهند شد
پاسخ بدهید