---

 

رله ها رامی توان نوعی کلید هوشمند دانست که علاوه بر داشتن قابلیت های  اصلی یک کلید مزیت های بیشتری نیز در خود دارد.

رله خود نوعی کلید الکتریکی با سرعت بالا می باشد که توسط یک مدار الکتریکی مجزا تحریک شده و کنتاکت های آن باز و بسته می شود . وبین این کلید الکتریکی به روش های مختلفی مانند مکانیکی ، حرارتی ، مغناطیسی ، الکترواستاتیکی و … تحریک می شود .

در واقع  زمانیکه خواسته باشیم با یک سیگنال ضعیف مداری را کنترل و برسی نماییم مانند روشن نمودن یک موتور الکتریکی و یا اینکه با همین سیگنال ضعیف چندین المان مختلف را در تابلو برق مدیریت نماییم از رله ها استفاده می کنیم.

 رله ها  می‌توانند جریانی قوی‌تر از جریان مدار فرمان خود را هدایت کنند، و می‌توان آن ها را نوعی تقویت کننده نیز دانست که در زمان گذشته برای تقویت سیگنال هم به کار برده می شد.

در قدیم رله‌ها معمولاً دارای سیم پیچ بودند و از جریان الکتریکی برای تولید میدان مغناطیسی و باز و بسته کردن مدار سود می‌بردند اما در عصر جدید از رله‌ حالت جامد ساخته می‌شوند و اجزای متحرک ندارند.

 

چرا باید از رله استفاده کنیم؟

در مدار های الکترونیکی گاهی لازم می شود، تا یک وسیله برقی 200 ولتی مانند لامپ یا الکترو موتور را روشن و خاموش کنیم.
واین قابلیت وجود داشته باشد که  مدار الکترونیکی ما از برق شهرجدا باشد.
یعنی این امکان وجود داشته باشد که  هرگاه دستگاه در حال فعالیت است، با دست زدن به آن خطر برق گرفتگی ما را تهدید نکند.
از طرفی اگر جدا بودن، در مدار ما اهمیت نداشته باشد،.باز هم برای روشن و خاموش کردن مصرف کننده های که جریان زیادی مصرف می کنند، با مشکل مواجه خواهیم شد.
زیرا مدار الکترونیکی توان تامین جریان مورد نظر را نخواهند داشت.
در این موارد ما نیاز به کاربرد قطعه داریم به نام رله ،که یکی از بهترین انواع آن  رلهSSR می باشد.

در واقع رله همانند همه کلید‌های الکتریکی دیگر است و در سر راه سیم فاز (قطب مثبت) قرار می‌گیرد. برای این که یک وسیله الکتریکی را با این کلید خاموش و روش کنید، سیم نول برق شهر (قطب منفی برق مستقیم) را مستقیما به وسیله الکتریکی متصل می‌کنید. سپس سیم فاز را به پایه COM متصل کرده و یک سیم به عنوان رابط فاز از پایه NO یا NC به وسیله برقی خود خواهید کشید.

 

مهم ترین مزیت رله

– اگر بخواهید با وصل شدن ولتاژ به پایه‌های فرمان، وسیله برقی شما روشن شود باید سیم رابط فاز را از NO به وسیله برقی خود ببرید. (فرمان مستقیم)

– اگر بخواهید با وصل شدن ولتاژ به پایه‌های فرمان، وسیله برقی شما خاموش شود باید سیم رابط فاز را از NC به وسیله برقی خود ببرید. (فرمان مع یا NOT)

و این ویژگی به هیچ وجه در کلید موجود نمی باشد و می توان آن را مهم ترین مزیت رله ها دانست .

 

انواع مختلف بندی رله ها 

1)رله سنجشی

این نوع رله در زمینه سنجش عمل می کند یعنی شما باید یک میزان خاص از حساسیت را برای آن تعریف نمایید تا رله در صورت مشاهده تخطی از آن میزان مشخص، شروع به واکنش نماید به عنوان مثال؛ رله ما برای جریان های بالای 4 آمپر تهیه شده است پس به محض اینکه جریان از 4 آمپر بیشتر شود شاهد عکس العمل رله خواهیم بود، و قاعدتا در جریان های کمتر از 4 آمپر اتفاق خاصی نباید رخ دهد، اکثر رله های حفاظتی در این دسته قرار می گیرند.

                                                                    

2)رله زمانی

 این نوع رله به تنهایی مورداستفاده قرار نمی گیرد بلکه باید با تجهیزات دیگر در شبکه و یا مدارات همکاری کند، این رله با توجه به زمانی که برایش تعیین می گردد مسئولیت قطع و یا وصل مدار برعهده می گیرد.

 

3)رله جهت یاب

 توان برگشتی یکی از عوامل مخرب در شبکه می باشد این نوع رله توانایی تشخیص جهت توان و نیرو را دارد و با توجه به این عملکرد می تواند قسمتی از شبکه را که دچار نقص و یا خطا شده است از سایر قسمت ها ایزوله یا جداسازی کند، این رله نیز جزء رله های حفاظتی به شما می آید.

 

4)رله جامد یا SSR

SSR  مخفف عبارت(State Relay  Solid) است و به معناي نوعی كليد الكترونيكي مي باشد. رله حالت جامد (SSR) یک المان سوئیچینگ الکترونیکی هستند که کاري مشابه رله های الکترومکانیکی را انجام مي دهد ولي هيچ عضو متحرکي ندارد و داراي طول عمر طولانی تری هستند.

 

این رله در دسته رله های الکترونیکی  قرار می گیرد و معمولا در شبکه های قدرت کاربردی ندارد(امادر واحد کنترل که بیشتر جنبه الکترونیکی دارد از آن استفاده می شود)، این رله به این دلیل جامد نامیده می شود که در واقع هیچ قسمت مکانیکی ندارد و عملیات کلیدزنی درون آن توسط نیمه هادی ها انجام  می شود و همین دلیل سبب شده تا طول عمر بالایی داشته باشد،  رله حالت جامد در مداراتی که کلیدزنی بالایی دارند کاربرد داردو از سایر کاربردهای آن می توان به کنترل فاز برای موتورها اشاره کرد.

در داخل SSR روی هر ترانزیستور ولتاژ کوچکی افت میکند. مجموع اين ولتاژها جرياني را که يک SSR مي دهد را کاهش می دهد . با ترانزيستور هاي پيشرفته تر، می توان به SSR هاي  جريان بالا دست یافت که جريانهاي 100 تا 1200 آمپر را تامين کند، که هم اکنون به صورت تجاري استفاده می شود .

 

 

انواع رله حالت جامد SSR:

      

1) رله SSR سوئیچ شونده در صفر(Zero Switching SSR Relay)

این نوع از  رله هنگامی روشن( ON ) می شود که حداقل ولتاژ کنترلی ، اعمال شود و ولتاژ بار به صفر نزدیک شود. رله صفر سوییچینگ وقتی خاموش میشود که ولتاژ کنترلی برداشته شود  و ولتاژ جاری بار به صفر برسد. رله صفر سوییچینگ بیشترین کاربرد را  در بین رله ها دارد.

این نوع رله هنگامیکه یک ولتاژ ورودی اعمال می شود و ولتاژ AC از مقدار صفر بعدی ولتاژ عبور می کند سوئیچ را روشن می کند.

هنگامی که ولتاژ ورودی برداشته می شود و ولتاژ AC بار به صفر ولت می رسد، مانند رله های معمولی SSR خاموش می شود.

عملکرد رله SSR سوئیچ شونده در صفر توسط یک مدار ایجاد می شود که به عنوان مدار عبور از صفر(zero crossing circuit) شناخته می‌شود ، که عبور از صفر را تشخیص می‌دهد و ترایاک را فعال می‌سازد .

 

2)رله SSR روشن شونده به صورت آنی(Instant ON SSR Relay)

این نوع  رله بلافاصله بعد از آماده شدن  ولتاژ گرفته شده، بار را روشن می کند. رله های لحظه ای روشن به بار اجازه می دهد  که  در هر نقطه ای از بالا و پایین موج آن روشن شود.

این نوع رله ، هر زمان که ولتاژ ورودی کافی اعمال شود ، مدار بار سوییچ می‌کند. پس از برداشتن ورودی کنترل، بعد از عبور ولتاژ بار از صفر بعدی، خروجی رله خاموش می کند.

 

3)رله  SSR  سوئیچ شونده در پیک  (Peak Switching SSR Relay)

رله  SSRمحدوده پیک، زمانی که ولتاژ کنترل وجود داشته باشد و همچنین این ولتاژ بار در نقطه ی اوج خود باشد، بار را روشن می کند. هنگامی که ولتاژ کنترل برداشته می شود و ولتاژ جاری  در بار نزدیک به صفر می شود، رله  SSRسوئیچینگ پیک خاموش می شوند.

این نوع از رله های SSR بعد از اعمال ولتاژ کنترلی ورودی مورد نیاز، هنگامی که ولتاژ AC خروجی به پیک و ماکسیمم خود می‌رسد، سوئیچ می شود.

همچنین پس از حذف ولتاژ ورودی و عبور صفر، جریان AC خروجی خاموش می شود.

در این رله ها یک بلوک تشخیص پیک وجود دارد که TRIAC را وقتی که ولتاژ AC خروجی به پیک و ماکسیمم خود می‌رسد فعال می کند.

 

4)رله SSR سوئیچ شونده آنالوگی(Analog Switching SSR Relay)

رله SSR سوئیچینگ آنالوگ - دارای تعداد نامتناهی ولتاژ خروجی بالقوه در محدوده ی مجاز رله ها است. رله سوئیچینگ آنالوگ دارای یک مدار همگام سازی شده است که میزان ولتاژ خروجی را به صورت تابع ولتاژ ورودی کنترل می کند. هنگامی که ولتاژ کنترل حذف می شود و جریان در بار نزدیک به صفر میشود، رله های سوئیچینگ آنالوگ خاموش میشوند.

در حالی که انواع دیگر سوئیچینگ SSR به سیکل AC خروجی بستگی دارند ، سوییچینگ این رله به دامنه ورودی آن بستگی دارد .

ولتاژ خروجی استارت کننده رله SSR سوئیچ شونده آنالوگی با ولتاژ کنترل ورودی متناسب است .

هنگامی که ورودی کنترل حذف می شود، رله با عبور از صفر در خروجی AC خاموش می شود.

 

 

 کاربرد رله SSR

• به طور کلی , از رله SSR برای سوئیچینگ مدارها مانند کنترل و روشن / خاموش کردن توان AC استفاده می‌شود.
• در خطوط ارتباطی، رله SSR فتوكوپلر (photocoupler)برای از بین بردن جریان جاری درایو رله استفاده می شود.
• رله های حالت جامد بیشتر درزمان هایی که سوئیچینگ های زیاد دارند استفاده می شوند.
• از این نوع رله  برای کنترل توان مانندکنترل سرعت موتور , تضعیف نور و کنترل دمنده ها استفاده می کنند.
• یکی دیگر از کاربرد های این رله SSR کنترل بخاری ها، هیتر های الکتریکی برای کنترل دمای آن ها می باشد .

• کنترل جهت حرکت یک موتور DC به کمک چهار SSR بسته شده به صورت پل ( H-Bridge) از دیگر کاربرد های رله SSR می باشد .
• کنترل حرارت با خروجی پالس کنترل PID
• استفاده از SSR به عنوان کنتاکت های یک کنتاکتور الکترونیکی

 

مزایا رله SSR

• مناسب جهت مدارهایی با سرعت سویچ بالا
• طراحی متنوع جهت مدارهای AC و DC
• بدون قطعات مکانیکی و با طول عمر طولانی
• امکان اتصال مستقیم به خروجی PLC
• تحمل جریان‌های هجومی بالا در لحظه شروع به کار
• عملکرد بدون صدا دارد
• عدم وجود جرقه در خروجی در فرمان قطع و وصل
• قطع و وصل در لحظه صفر (در مدل‌های  AC)
• کنترل مدار توان بالا