علت سوختن رله یا آرک زدن آن چیست؟

علت سوختن رله یا آرک زدن آن چیست؟

در این آموزش به طور کامل رله های الکترومکانیکی و همچنین رله های الکترونیکی ، ساختار آنها و کاربرد های آن مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین عوامل اصلی سوختن و آرک زدن رله های الکترومکانیکی مورد بررسی قرار می گیرد.

 

رله به زبان ساده چیست؟

رله در مدارات الکترونیکی یک قطعه الکترومکانیکی است که وظیفه‌ی تغییر یا قطع جریان الکتریکی را دارد. این قطعه با استفاده از یک سیگنال کنترلی که به کویل آن اعمال می شود، می‌تواند جریان الکتریکی را در یک مدار روشن یا خاموش کند. رله‌ها معمولا برای کنترل دستگاه‌های الکتریکی بزرگتر که نیاز به جریان بالا یا ولتاژ بالا دارند، استفاده می‌شوند.

رِله (Relay) یک قطعه الکترومکانیکی است که بیشتر برای کنترل و محافظت از مدارهای الکتریکی استفاده می‌شود. رله‌ها به طور عمده دو نوع هستند: رله‌های الکترومغناطیسی و رله‌های حالت جامع (Solid State Relay).

 

رله الکترومکانیکی چیست؟

رله‌های الکترومغناطیسی، از جریان الکتریکی برای تولید یک میدان مغناطیسی برای کنترل کنتاکت استفاده می‌کنند. زمانی که جریان الکتریکی به کویل رله می‌رسد، میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که باعث حرکت کنتاکت در رله می‌شود و اتصال‌های الکتریکی را باز یا بسته می‌کند.

 

ساختار رله های الکترومکانیکی:

رله الکترومکانیکی از دو بخش اصلی کویل و کنتاکت تشکیل شده است.کویل و کنتاکت در رله بخش‌های مهمی از یک رله برقی هستند که برای کنترل جریان برق در مدار استفاده می‌شوند.

 

برای خرید انواع رله های چهل آمپر وارد این قسمت شوید…

 

کویل در رله برای تولید میدان مغناطیسی استفاده می‌شود که با اعمال ولتاژ به آن، قدرت مکانیکی مورد نظر ایجاد می‌شود. زمانی که کویل فعال می‌شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آن باعث جا به جایی بخش متحرک رله می‌شود و باعث تغییر وضعیت کنتاکت‌ها می‌شود.

کنتاکت در رله به عنوان یک کلید برای اتصال یا قطع جریان بین قطب‌های رله به کار می‌رود. وظیفه کنتاکت‌ها در رله برقی معمولاً به دو شکل است: کنتاکت‌های نرمال اپن یا NO که در حالت عادی به پین مشترک متصل نیست ، و با اعمال فرمان به کویل باعث وصل شدن این پایه به پایه مشترک یا COM می‌شود.

کنتاکت‌های نرمال کلوز یا NC که در حالت عادی به پین مشترک متصل است، و با اعمال فرمان به کویل باعث جدا شدن این پایه به پایه مشترک یا COM می‌شود.

به طور کلی، کویل و کنتاکت در رله برقی به منظور کنترل جریان برق و انجام کارهای مختلف در سیستم‌های برقی استفاده می‌شوند.

 

ساختار رله های حالت جامد یا سالید SSR:

رله‌های حالت جامد یا Solid State Relays (SSR) از قطعات الکترونیکی برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می‌کنند و بدون استفاده از قطعات مکانیکی عمل می‌کنند. این نوع رله‌ها از ترانزیستور‌ها و تریستورها یا ترایاک ها برای کنترل جریان الکتریکی استفاده می‌کنند و در برخی موارد به عنوان جایگزین مناسب برای رله‌های الکترومغناطیسی استفاده می‌شوند.

 

ساختار رله های جامد:

رله های حالت جامد یا سالید از چند بخش اصلی تشکیل شده اند:

1. بخش کنترل: این بخش معمولا از یک اپتو کوپلر یا اپتو ترایاک و یا اپتو تریستور تشکیل شده که بخش کنترل ورودی می باشد. این قسمت از SSR قسمت تحریک می باشد و توسط یک سیگنال کنترلی از دستگاه های کنترلی مانند PLC ، میکروکنترلر و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیگنال معمولاً یک ولتاژ DC با مقدار مشخص است که تعیین می‌کند SSR روشن یا خاموش شود.

2. بخش ایزولاسیون: این بخش از رله مسئول ایجاد ایزولاسیون الکتریکی بین بخش کنترل و بخش قدرت (بخشی که برای کنترل بار الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد) است. این بخش از رله شامل جدا کننده ها و ایزولاتورهای نوری و الکتریکی می باشد.

3. بخش قدرت: این بخش از رله شامل قطعه ای است که وظیفه کنترل جریان الکتریکی بر روی بار را دارد. این بخش ممکن است شامل یک ماسفت MOSFET ، آی جی بی تی IGBT ، تریستور و یا ترایاک TRIAC باشد.

رله‌ها در صنایع مختلف از جمله صنعت خودروسازی، صنعت الکترونیک، صنعت برق و صنایع خانگی استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها برای کنترل دستگاه‌های الکتریکی، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند و در بوقت‌های مختلف می‌توانند به عنوان سوئیچینگ، محافظت و کنترل استفاده شوند.

 

کابرد های رله در مدارات الکترونیکی چیست؟

رله یک قطعه بسیار مهم الکترونیکی است که به عنوان یک سویچ قدرت در مدارات الکترونیکی استفاده می شود. قطع و وصل رله ها به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی عمل می کنند و در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

1. کنترل بارهای قدرت: رله ها برای کنترل بارهای الکتریکی یا الکترومکانیکی مانند موتورها، لامپ ها، پمپ ها و سایر دستگاه های الکتریکی استفاده می شوند.

2. حفاظت: رله ها برای حفاظت از مدارهای الکتریکی در برابر جریان های بالا، کوتاهی ها و اتصالات غیر عادی استفاده می شوند.

3. اتوماسیون صنعتی: در سیستم های اتوماسیون صنعتی، رله ها برای کنترل و مدیریت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی استفاده می شوند.

4. سیستم های امنیتی: رله ها در سیستم های امنیتی برای کنترل دسترسی، اعلام حریق، دوربین های مدار بسته و سیستم های امنیتی دیگر استفاده می شوند.

5. سیستم های خودرو: در خودروها، رله ها برای کنترل سیستم های الکتریکی مانند سیستم های روشنایی، تعلیق، تهویه ، شیشه برقی و سیستم های صوتی استفاده می شوند.

این تجهیزات در انواع مختلفی مانند رله های الکترومکانیکی، رله های نیمه هادی و رله های قدرت قابل دسترسی هستند و بر اساس نیاز و کاربردهای مختلف انتخاب می شوند.

 

علت های اصلی سوختن رله یا آرک زدن آن چیست؟

1. ولتاژ بیش از حد بالا دو سر کنتاکت:

وجود ولتاژ بیش از حد بالا می‌تواند باعث سوختن رله شود. به صورت عادی ولتاژ دو سر کنتاکت بخاطر داشتن اهم بسیار کم در چد چند صد میلی ولت است، زمان هایی که رله یک بار سلفی جریان بالا را قطع می کند طبق قانون لنز ولتاژ بالایی دو سر سلف افت می کند که باعث خرابی یا سوختن رله می شود.

بارهای سلفی چگونه باعث خرابی رله می شوند:

وقتی جریان یک بار سلفی مانند بارهای موتوری ، سلفی و … توسط یک رله به طور ناگهانی قطع می‌شود، سلف به گونه‌ای عمل می کند که جلوی تغییرات ناگهانی جریان را می‌گیرد در نتیجه ولتاژ دو سر سلف با استفاده از فرمول لنز به صورت زیر قابل محاسبه است:

V = L * di/dt

که در اینجا V ولتاژ دو سر سلف، L ضریب خود-اندوکتانس سلف و di/dt تغییرات جریان با زمان است.

ولتاژ دو سر کنتاکت رله طبق این فرمول به حدی بالا می رود که از ماکزیمم ولتاژ قابل تحمل رله بالاتر می رود و پین های کنتاکت رله آرک می زنند یا جوش می خورند و رله خراب می شود.

 

2. جریان بیش از حد مجاز رله:

یکی از پارمترهایی که باید به آن دقت کرد ماکزیمم جریان مجاز رله می باشد. جریان بیش از حد مجاز می‌تواند باعث افزایش دائمی دما و سوختن رله شود. معمولا رله ها دارای دو پارمتر جریان دائم کار و جریان لحظه ای هستند. همانطور که از نام این دو مشخص است یکی ماکزیمم جریان لحظه ای قابل تحمل توسط رله می باشد و یک هم جریانی که به صورت پیوسته یک رله تحمل می کند. برای جلوگیری از آسیب دیدن رله و سوختن آن باید هنگام طراحی مدار به هر دو آن ها توجه کرد.

اگر جریان بیش از حد از یک رله عبور کند، ممکن است رله داغ شود و در نتیجه آسیب ببیند یا حتی از بین برود. این موضوع می‌تواند منجر به قطع برق یا خطر حریق شود.

اگر مصرف کننده یا باری که رله قرار است به عنوان یک کلید کنترل کنند از ماکزیمم جریان مجاز رله بیشتر باشد، کنتاکت های رله باز هم آرک می زنند و جوش مخورند و باعث خرابی رله می شوند. پس حتما به ماکزیمم جریان مجاز رله که در دیتاشیت آن ذکر می شود باید دقت نمایید.

 

بارهای خازنی چگونه باعث خرابی رله می شوند:

همانطور که می دانید خازن در مدارات الکترونیک بلافاصله پس از اتصال ولتاژ به صورت اتصال کوتاه عمل می کند. این مدت زمان اتصال کوتاه بسته به ثابت زمانی (ظرفیت خازنی و مقدار معادل مقاومتی) تعیین می شود. عمده لامپ های ال ای دی بازار دارای یک درایور می باشند که در ورودی آن یک مدار خازنی وجود دارد (بسته به توان لامپ ال ای دی از 0.22 میکرو فاراد 400 ولت تا 47 میکرو فاراد 400 ولت).

 

این خازن پس از اتصال برق شهر به صورت کامل اتصال کوتاه می باشد. اگر با یک رله بخواهیم یک لامپ ال ای دی را کنترل کنیم، رله بلافاصله پس از عمل کردن یک اتصال کوتاه در مسیر خود مشاهده می کند که همین موضوع باعث آرک زدن و یا سوختن رله می شود.

 

3. گرمای بیش از حد رله:

در صورت عدم وجود سیستم خنک‌کننده برای رله ها، ممکن است دمای رله به میزان نا امن افزایش یابد و سبب سوختن آن شود.

گرمای بیش از حد می‌تواند رله را خراب کند به این دلیل که این دستگاه‌ها برای عملکرد بهینه خنک‌شده‌اند و در صورت برخورد با دمای بیش از حد ممکن است بخش‌های داخلی آن‌ها داغ شده و خراب شوند.

گرما چگونه باعث خرابی رله می شود:

همانطور که می دانید قسمت کویل رله از یک سیم پیچ با تعداد دور زیاد تشکیل شده. مانند یک موتور که دارای چندین سیم پیچ است، رله نیز دارای سیم پیچ است. گرمای زیاد باعث می شود، که عایق یا لاک سیم پیچ های قسمت کویل رله آب شوند و سیم های سیم پیچ همه به هم متصل شوند و سیم پیچ عملکرد اصلی خود را از دست می دهد و معادل سیم پیچ یک قطعه اتصال کوتاه ایجاد می شود که باعث خرابی رله و خرابی برد کنترلر رله می شود.

 

4. عدم عایق بودن تمام منافذ رله:

همانطور که از عنوان آن مشخص است، وجود منافذ باز در رله باعث خرابی آن می شود. وجود کوچکترین منافذ بازی در رله باعث می شود ، گرد و غبار ، اکسیژن ، رطوبت ، ذرات معلق در هوا وارد رله شوند و همین موضوع براحتی باعث خراب شدن رله شود. هوا و ذرات معلق رله را براحتی هادی می کنند و رطوبت باعث زنگ زدگی پلاتین های رله می شود.

وجود رطوبت و هوا داخل رله می‌تواند منجر به خرابی کنتاکت‌های آن شود زیرا رطوبت و هوا می‌توانند باعث ایجاد اکسیداسیون و زنگ زدگی روی سطوح کنتاکت‌ها شوند. این امر باعث افزایش مقاومت الکتریکی کنتاکت‌ها و کاهش تماس الکتریکی بین آن‌ها می‌شود که می‌تواند منجر به عدم انتقال صحیح جریان الکتریکی و خرابی عملکرد رله شود. بنابراین، برای جلوگیری از خرابی کنتاکت‌های رله در معرض رطوبت و هوا، معمولاً از رله‌های با عایق بندی مناسب در برابر شرایط محیطی استفاده می‌شود.

 

چگونه می توان طول عمر یک رله را افزایش دهیم:

برای اطمینان از این‌که رله به درستی در مدار عمل کند، باید به موارد زیر توجه کنید:

1. انتخاب رله مناسب: رله باید با ولتاژ، جریان و توان مورد نیاز مدار سازگار باشد.

2. اتصال صحیح: اتصالات باید به درستی انجام شود تا جریان به درستی انتقال یابد و رله به درستی عمل کند.

3. حفاظت از رله: برای جلوگیری از خرابی رله، باید از مدارهای حفاظتی مانند فیوز و محافظت‌های حرارتی استفاده کنید.

4. دمای محیط: مطمئن شوید که دمای محیط اطراف رله در محدوده قابل قبول است تا عمر مفید رله طولانی باشد.

5. تست و عیب یابی: پس از نصب رله، آن را تست کرده و در صورت وجود عیب، آن را بررسی و رفع کنید.

با رعایت این نکات، می‌توانید از عملکرد بهتر و پایدارتر رله در مدار خود اطمینان حاصل کنید.

 

چطور می توانیم سلامت یک رله را تست کنیم:

برای تست یک رله، می توانید از روش های زیر استفاده کنید:

1. ابتدا اطمینان حاصل کنید که رله تمیز و سالم است و هیچ خرابی یا خراشی در آن وجود ندارد.

2. بررسی کنید که رله به درستی متصل شده است و هیچ تغییر یا خرابی در اتصالات آن وجود ندارد.

3. از یک مولتی متر استفاده کنید تا اتصالات و عملکرد رله را تست کنید. بررسی کنید که آیا رله به درستی جریان را از ورودی به خروجی منتقل می کند یا خیر.

4. برای تست عملکرد رله، یک ولتاژ یا جریان متناوب یا مستقیم را به ورودی رله وصل کرده و بررسی کنید که آیا خروجی رله به درستی فعال شده است یا خیر.

5. برای تست حفاظتی رله، از یک مولتی متر با قابلیت تست حفاظتی استفاده کنید و بررسی کنید که آیا رله در صورت وقوع حوادث نظیر اضافه ولتاژ یا اضافه جریان به درستی و به سرعت فعال می شود یا خیر.

6. در نهایت، اگر رله به درستی کار نمی کند یا مشکلی دارد، آن را تعمیر یا تعویض نمایید.