در این مقاله قصد داریم به معرفی رید رله یا سوئیچ رله که نوعی دیگر از رله سلدوک Celduc فرانسه بپردازیم. رید رله را با عملکرد مغناطیسی خود با عنوان رله مغناطیسی نیز می شناسند و علاوه بر این، با اسم های مختلفی همچون رید رله شیشه ای، سنسور مغناطیسی، رید رله مغناطیسی، سوئیچ رله و رید سوئیچ شیشه ای در بازار شناخته می شود.
برای اینکه با مفهوم و تعریف رید رله یا رید سوئیچ و کاربرد آن در صنعت بهتر آشنا شوید، باید بگوییم که رید رله یک نوع کلید الکترو مکانیکی است که کنتاکت های آن با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی به هم متصل شده و عمل قطع و وصل را انجام می دهد. این سوئیچ رله همانند یک سنسور مغناطسی عمل کرده و برای باز و بسته کردن درب پنجره ها، لپ تاپ ها، گوشی موبایل های تاشو و …. به کار می رود.
شرکت فنی و مهندسی راد الکتریک، تنها نماینده انحصاری Celduc سلدوک فرانسه در ایران است که انواع رله الکترونیکی SSR را همراه با کیفیت عالی در بازارارائه می دهد.
راد الکتریک علاوه بر رید رله یا سوئیچ رله، محصولات دیگر شرکت سلدوک مانند رله برد، رله حالت جامد یا رله SSR،رله پی ال سیPLC ، رله صنعتی، رله کتابی، رله قدرت و رله روبردی را با برند های معتبر سلدوک فرانسه (Celduc) ، کروزت فرانسه (Crouzet) و کرایدوم مکزیک (Crydom) را در نمایندگی های فروش در بازار لاله زار، خیابان جمهوری و میدان توپخانه و همچنین سراسر کشور توزیع می کند.
رله چیست؟
رله Relay یکی از قطعات پر استفاده در صنعت برق و الکترونیکاست که در بسیاری از تجهیزات و لوازم الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. رله در واقع جریان الکتریکی در مدار را کنترل می کند و نقش اصلی آن حفاظت از سیستم های الکتریکی، قطع و وصل کردن مدار و پیشگیری از بروز آسیب های ناشی از نوسانات برق است.
رله ها در انواع مختلفی از جمله رله حالت جامد SSR، رله الکترو مکانیکی، رله حرارتی، رله زمانی و ... تولید می شوند که هر کدام از رله ها با ویژگی هایی که دارد برای کاربرد خاصی طراحی شده اند.
رله مغناطیسی چیست؟
رید رله یا رله مغناطیسی، نوعی کلید الکترو مکانیکی است که کنتاکت های داخلی آن با قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی حرکت می کنند و عمل قطع و وصل را انجام می دهند. رید رله دارای دو کنتاکت فلزی است که داخل یک محفظه شیشه ای قرار می گیرند و به همین دلیل به آن رید رله شیشه ای نیز گفته می شود. رید رله مغناطیسی دارای کاربردهای زیادی است و از آن ها در بسیاری از وسائل و ابزارهایی که به صورت روزمره با آن ها سر و کار داریم، استفاده می شود.
معروف ترین برند های رید رله
Celduc سلدوک: از جمله برندهای مطرح فرانسوی است که انواع رله الکترونیکی و رله الکتریکی از جمله رید رله مغناطیسی را با کیفیت مطلوب تولید و به بازار عرضه می کند.
Crouzet کروزت: کروزت نیز یک برند شناخته شده فرانسوی است که انواع رله را با کیفیت و قیمت مناسب در بازار عرضه می کند.
Crydom کرایدوم: از برند های شناخته شده در تولید رله در کشور مکزیک است که رله های مغناطیسی را با کیفیت بالا تولید و روانه بازار می کند.
طرز کار رید رله مغناطیسی
در ساختار داخلی رید رله سلدوک CELDUC فرانسه دارای دو کنتاکت فلزی است. این کنتاکت ها در حالت عادی از هم جدا هستند. در اصطلاح به این وضعیت نرمالی اوپن (Normally Open)یا NO گفته می شود. در صورتی که یک آهنربا به رله مغناطیسی نزدیک شود، کنتاکت های داخلی رید رله به سمت یکدیگر جذب شده و به یکدیگر متصل می شوند. در این شرایط رله مغناطیسی عملکرد وصل را انجام می دهد که در اصطلاح به این وضعیت نیز نرمالی کلوز (Normally Close) یا NC گفته می شود. زمانی که آهنربا را از رید رله دور کنیم خاصیت مغناطیسی آن از بین می رود و کنتاکت های آن از یکدیگر جدا شده و مدار مجدداً باز می شود.
انواع رید رله
رله مغناطیسی بر اساس نوع کاربرد دارای مدل های مختلفی است که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم:
_ رله مغناطیسی پایه طلایی روسی یا Russian Gold-plated
این رید رله ها دارای پایه طلایی هستند که این موضوع باعث افزایش مقاومت آن ها در برابر اکسید شدن و خوردگی می شود. از رله مغناطیسی پایه طلایی روسی بیشتر در محیط هایی که امکان اکسیداسیون و خوردگی در آن ها بالاست استفاده می شود.
_ رید سوییچ پایه تخت یا Flat Pack
این نوع رید رله مغناطیسی دارای یک بدنه صاف است که معمولاً به شکل مستطیل بوده و پایه های آن صاف است. رید سوییچ پایه تخت به دلیل شکل خود معمولاً روی سطوح صاف مورد استفاده قرار می گیرند. نصب رید سوییچ پایه تخت آسان است و می توان از آن برای مواردی که احتیاج به نصب سریع داریم استفاده کنیم.
_ رید سوییچ قابدار یا Surface Mount
پایه های این نوع رید سوئیچ دارای قاب است و معمولاً برای نصب روی سطوح برد مدار چاپی PCB مورد استفاده قرار می گیرند. از این نوع رید سوئیچ به صورت معمول در دستگاه ها و تجهیزات الکترونیکی استفاده می شود.
انواع رید سوئیچ بر اساس پایه
رید سوئیچ از نظر تعداد پایه به انواع مختلفی تقسیم بندی می شود که در ادامه به معرفی هرکدام از آن ها می پردازیم.
_ رید سوئیچ دو پایه:این نوع از رید رله مغناطیسی برای اتصال دارای دو پایه است. رید سوئیچ دو پایه در عین سادگی، کارایی بالایی دارد و به همین دلیل برای سوئیچینگ دقیق سیگنال ها و کنترل فرآیند های تست در بسیاری از بخش های صنایع و حوزه های الکترونیکی از جمله دستگاه های اندازه گیری، درهای اتوماتیک، تجهیزات مخابراتی و سیستم های امنیتی مورد استفاده قرار می گیرند.
_ رید سوئیچ سه پایه: رید سوئیچ سه پایه دارای کاربردهای زیادی است که از جمله می توان به سیستم های تشخیص حالت باز یا بسته بودن، کنترل دستگاه ها و تجهیزات الکترونیکی اشاره کرد.
_ رید سوئیچ چهار پایه: مانند رید سوئیچ های دو پایه، این نوع رید سوئیچ نیز دارای پایه های صاف و بدنه مستطیلی شکل است و قابل نصب روی سطوح صاف و مسطح می باشد. از این نوع رید سوئیچ نیز به دلیل سهولت استفاده برای کاربردهای سریع و آسان استفاده می شود.
_ رید رله 8 پایه: رید سوئیچ هشت پایه برای اتصال دارای 8 پایه است و معمولاً در دستگاه ها و تجهیزات الکترونیکی و روی سطوح چاپ برد (PCB) نصب می شود.
کاربرد رله مغناطیسی در برق صنعتی
رله مغناطیسی کاربرد بسیاری در صنایع مختلف دارد و عملکرد آن کاملاً بی صدا بوده و در زمان کار، تولید نویز و جرقه نمی کند، به همین دلیل برای استفاده در اماکن حساسی مثل بیمارستان ها و نقاطی که در آن ها خطر آتش سوزی وجود دارد بسیار مناسب است. در کنار این موارد، رید سوئیچ برای عمل سوئیچینگ سیگنال های کم جریان مانند سنسورها، دکمه ها و PLCها نیز مناسب است.
مزایای رله رید سوئیچ
استفاده از رله رید سوئیچ یا رله مغناطیسی مزایا و معایب خاصی دارد که در موارد ذیل به آن ها اشاره شده است:
1_ حجم و وزن کم و ابعاد بسیار کوچک: این رله ها به دلیل طراحی فشرده شان، در فضاهای محدود به راحتی قابل استفاده هستند.
2_ حساس به میدان مغناطیسی: قادر به عملکرد دقیق در مواجهه با میدان های مغناطیسی هستند.
3_ تکرار پذیری خوب: در شرایط مشابه، نتایج بسیار قابل اعتمادی را ارائه می دهند.
4_ مقاوم در برابر گرد و غبار و آلودگی: به دلیل ساختار مناسب، معمولاً در برابر محیط هایی با گرد و غبار و آلودگی مقاوم هستند.
5_ عدم نیاز به منبع تغذیه: می توانند فقط با یک میدان مغناطیسی تحریک شوند و نیازی به تغذیه خارجی ندارند.
6_ قیمت ارزان: نسبت به سایر انواع رله ها، این رله ها معمولاً قیمت مناسبی دارند.
ساختار رید رله شیشه ای
ساختار و عملکرد سوئیچ رله مغناطیسی را می توان بر اساس اجزای آن به این ترتیب توضیح داد:
_ محفظه شیشه ای: کنتاکت های فلزی یا تیغه ها در داخل محفظه ای شیشه ای قرار دارند که آن ها را از گرد و غبار و رطوبت محافظت می کند. این ویژگی باعث افزایش دوام و عمر مفید رله می شود.
_ کنتاکت های فلزی: دو تیغه فلزی نازک که با ایجاد میدان مغناطیسی فعال می شوند و عمل قطع و وصل جریان را انجام می دهند. این کارایی، رله را به یک ابزار بسیار مؤثر در سیستم های اتوماسیون و کنترل تبدیل می کند.
_ گاز بی اثر: وجود گازهای نیتروژن و آرگون در داخل محفظه به جلوگیری از اکسید شدن تیغه ها کمک می کند و به بهبود عملکرد و عمر طولانی آن ها می انجامد.
_ عملکرد بدون تماس: به دلیل نوع کارکرد این رلهها، تماس و سایشی در آن ها وجود ندارد و به همین دلیل مستعد خرابی در اثر حرکت و تماس مکرر نیستند.
_ حساسیت بالای طراحی: رید رله با پایین ترین میدان مغناطیسی فعال می شود و این ویژگی در کاربردهای حساس بسیار مؤثر است.
کاربرد رید رله مغناطیسی
تجهیزات اندازه گیری و تست: رید رله در تجهیزات اندازه گیری مانند اسیلوسکوپ ها، مولتی مترها و ژنراتورهای سیگنال، برای کنترل و سوئیچینگ سیگنال ها به کار می روند. دقت و قابلیت اطمینان آن ها، این نوع کاربرد را به گزینه ای مناسب برای استفاده تبدیل کرده است.
سیستم های کنترل و اتوماسیون: در سیستم های اتوماسیون صنعتی، رید رله ها به عنوان سوئیچ های کنترل برای موتورهای برقی، شیرهای صنعتی و سنسورهای مختلف استفاده می شوند. حساسیت به میدان مغناطیسی و طراحی فشرده آن ها این امکان را فراهم می کند که در مکان هایی با محدودیت فضا به راحتی کاربرد داشته باشند. رید رله همچنین در سنسورهای ایمنی، ابزارهای پزشکی و سیستم های مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع رله کدام است؟
در حال حاضر رله های مختلفی توسط شرکت های گوناگون تولید و در بازار عرضه می شوند که مهم ترین آن ها عبارتند از :
_ رله حالت جامد یا SSR
_ رله حرارتی یا بی متال
_ رله مغناطیسی
_ رله کنترل فاز
_ رله کنترل بار
_ رله حرارتی (بی متال): رله حرارتی بی متال، نوعی رله است که از داغ شدن بیش از حد موتور های الکتریکی جلوگیری می کند. این رله با استفاده از دو فلز با ضریب انبساط متفاوت ساخته می شود. هنگامی که دما یا جریان از حد مجاز فراتر می رود، انبساط این دو فلز باعث جدا شدن کنتاکت ها و قطع جریان می شود.
_ رله کنترل فاز: رله کنترل فاز یک وسیله حفاظتی و کنترلی است که برای نظارت و حفاظت از موتور های الکتریکی به کار می رود. این رله از موتور در برابر مشکلاتی مانند عدم تعادل ولتاژ، افت فاز، توالی نامناسب فاز، اضافه بار و قطع فاز محافظت می کند. رله کنترل فاز می تواند به محض بروز اختلالات، فرمان قطع مدار را صادر نماید.
_ رله کنترل بار: رله کنترل بار یا رله اضافه بار، نوعی رله الکترومکانیکی است که از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان اضافه محافظت می کند. این رله معمولاً در تابلو برق های صنعتی به کار می رود و از عبور جریان اضافی جلوگیری می کند. یکی از مزایای آن نسبت به رله حرارتی، عدم تأثیر حرارت محیط بر عملکرد آن است.
_ رله حالت جامد SSR:رله حالت جامد یا SSR، یک نوع رله الکترونیکی است که فاقد کنتاکت و سیم پیچ بوده و با استفاده از عناصر نیمه هادی مانند تریستور و ترانزیستور کار می کند. این نوع رله اس اس ار سلدوک CELDUC فرانسه به دلیل عدم وجود قطعات متحرک، عمر طولانی و عملکردی بی صدا دارند. سرعت سوئیچینگ آن ها بالاست و در برابر نویز های الکتریکی مقاوم هستند. کاربردهای آن شامل کنترل موتورهای الکتریکی، تجهیزات پزشکی، سیستم های گرمایشی و سرمایشی و صنایع اتوماسیون صنعتی است.
تفاوت رله مغناطیسی با رله حالت جامد SSR
رله مغناطیسی و رله حالت جامد از نظر ساختار دارای تفاوت هایی هستند. رله مغناطیسی شامل یک سیم پیچ مسی و کنتاکت های باز (NO) و بسته (NC) است. جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور کرده و میدان مغناطیسی ایجاد می کند که کنتاکت ها را جذب و باعث بسته شدن مدار می شود. رله حالت جامدیا رله SSR نیز فاقد قطعات متحرک است و ارتباط خود را از طریق عناصر نیمه هادی مانند ترایاک، ترانزیستور یا تریستور انجام می دهد.
از نظر عملکرد نیز در رله مغناطیسی با قطع جریان، میدان مغناطیسی از بین رفته و کنتاکت ها به حالت اولیه خود بر می گردند و مدار باز می شود. در رله حالت جامد سوئیچینگ بدون تماس فیزیکی انجام می شود و عملکرد آن بر پایه تغییر حالت نیمه هادی هاست.
از جمله مزایای رله مغناطیسی می توان به ساده و ارزان تر بودن آن اشاره کرد که این قطعه را برای کاربردهای خاص که نیاز به قطع و وصل ساده دارند، مناسب می کند.
از مزیت های رله حالت جامد SSR نیز می توان به عدم تماس فیزیکی، اطمینان بالا، عمر طولانی، سوئیچینگ سریع و عدم تداخل با نویز الکتریکی اشاره کرد.
در نهایت می توان گفت، رله مغناطیسی و رله حالت جامد (SSR) هرکدام کاربردهای خاص خود را دارند و بسته به نیاز و شرایط هر پروژه یا سیستم می توان یکی از آن ها را انتخاب کرد.
عملکرد و کاربرد رله مغناطیسی در سیستم های برق صنعتی
رید رله از یک محفظه شیشه ای و یک جفت تیغه فلزی (کنتاکت) تشکیل شده است. این تیغه ها به گونه ای طراحی شده اند که در حالت عادی از یکدیگر جدا باشند. وقتی که رید رله در معرض میدان مغناطیسی قرار می گیرد، تیغه ها به یکدیگر جذب شده و مدار بسته می شود، به طوری که جریان الکتریکی می تواند از رله عبور کند. با قطع میدان مغناطیسی، تیغه ها از هم جدا می شوند و مدار دوباره باز می شود. این فرآیند موجب کنترل جریان در مدارها می شود.
از جمله کاربردهای رله مغناطیسی (رید رله) در برق صنعتی می توان به مدارهای حفاظتی، سیستم های کنترل و اتوماسیون، تجهیزات اندازه گیری و سنجش، سیستم های ارتباطی و برنامه های خاص اشاره کرد.