اصول کار رله اضافه بار حرارتی

گاها وجود تنوع بسیار  زیاد که در رله ها و قطع کننده های مدار وجود دارد منجر به آن شده تا نتوان انتخاب مناسبی برای قطع کننده مورد نیاز هدف خود داشته باشید. قبل از آنکه با اصول کار رله اضافه بار حرارتی آشنا شوید لازم است ابتدا توضیحی مختصر از این قطعه و کاربرد آن به دست آورید. در ادامه شما را با این قطعه آشنا خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

رله اضافه بار چیست؟

رله های اورلود (overload relay) یا اضافه بار  از جمله تجهیزات الکتریکی محسوب می شوند که جهت امنیت موتورها در زمانی که در معرض اضافه بار قرار می گیرند تامین کنند.این نوع رله ها برای محافظت در برابر بار بیش از حد که منجر به گرم شدن موتور می شود، استفاده می شوند. رله های اضافه بار، بر خلاف ویژگی فیوزهای قطع مدار و رله های جریان اضافه که به صورت لحظه ای عمل می کنند، جریان را در طول زمان مانیتور می کنند. این رله ها از نظر قیمت ارزان و به صرفه هستند و در صورتی که اشتباها برای یک کاربرد انتخاب شوند ممکن است منجر به آسیب موتور، فرآیند یا هر دو خواهد شد.

انواع رله اضافه بار

به طور کلی دو نوع رله اضافه بار وجود دارد:

رله اضافه بار حرارتی دو فلزی

رله اضافه بار الکترونیکی

رله اضافه بار حرارتی دو فلزی

رله دو فلزی دارای یک نوار دو فلزی بوده و به گونه ای در مدار قرار دارد که عبور جریان از آن راحت صورت گیرد. ویژگی های این مدار باعث شده تا اغلب به طور دائم گرم باشد. زمانی که جریان از حد مجاز فراتر رود، به حدی گرم می شود که کنتاکت با منبع خروجی از آن قطع می شود.این کار سنتی یک رله اضافه بار است. یک رله اضافه بار بر اساس این اصل کار ایجاد شد.

رله اضافه بار الکترونیکی

سنسورهای دما و ترانسفورماتورهای جریان در مدار موتور در یک رله الکترونیکی  قرار  می گیرند و به این شکل  افزایش دما و جریان را حس می کنند. برای سنجش دما از سنسورهای PTC استفاده شده است. وجود ریزپردازنده ها و سنسورها، فناوری سنجش این نوع رله نسبت به رله دو فلزی سنتی بسیار دقیق است.همچنین تلفات حرارتی داخل رله الکترونیکی در مقایسه با  رله دو فلزی بسیار کمتر است.

کاربرد رله های اضافه بار

رله های اضافه بار به طور گسترده در مدارهای کنترل موتورها استفاده می شوند. زیرا آنها یک کنتاکت کمکی برای پی ال سی فراهم می کنند.این به محافظت بیشتر از مدار کلی کمک می کند. فقط باید جریان قطع در رله را با توجه به نیاز خود تنظیم کنید و همچنین رله را بر اساس کلاس تریپ انتخاب کنید.کلاس سفر چیزی جز یک تایمر بررسی سفر نیست، بسته به کلاس‌های مختلف متفاوت است و زمان‌سنج مربوطه را در نظر می‌گیرد که مدار را هنگامی که شرایط اضافه بار را احساس می‌کند، خاموش کند.

اصول عملکرد رله حرارتی بی متال

ضریب انبساط رله حرارتی  در هر موادی متفاوت است. لذا درصورتی که دو فلز مختلف به هم پیوسته گرم گردد، فلزی که در مقایسه با دیگر فلزها از ضریب انبساط حرارتی بیشتری برخوردار است، منبسط ‌تر عمل می کند و نتیجه آن خم شدن نوار دو فلزی است. این پدیده در رله اضافه بار حرارتی کاربرد دارد.

به طور کلی هنگام گرم شدن فلز از ضریب انبساط حرارتی ، بیشتر منبسط خواهد شد. رله حرارتی بی متال از یک المنت هیتر کوچک برخوردار است که به صورت سری با موتور و یک نوار دو فلزی سیم کشی شده که می ‌تواند به عنوان اهرم تریپ به کار گرفته شود. نوار دو فلزی (بی متال) از دو فلز غیر مشابه و به هم پیوند خورده تشکیل شده است. خصوصیات این دو فلز انبساط حرارتی متفاوت است، لذا هنگام گرم شدن نوار دو فلزی با سرعت معینی خم خواهد شد. گرمای تولید شده توسط المنت هیتر در شرایط عادی کار  برای خم شدن نوار دو فلزی کافی نخواهد بود. با افزایش گرما ، جریان نیز افزایش خواهد یافت.

نوار دو فلزی هرچه داغ ‌تر شود، بیشتر خم می‌شود. گرمای تولید شده از هیتر در شرایط اضافه بار، باعث خم شدن نوار دو فلزی می‌شود تا موتور را متوقف کند. در برخی از رله‌های اضافه بار با قابلیت بازنشانی، هنگامی که نوار دو فلزی خنک شده و تغییر شکل داده، مدار به طور خودکار موتور را مجدداً راه‌اندازی می‌کند. اگر علت اضافه بار همچنان وجود داشته باشد، رله دوباره قطع می‌شود و در فواصل زمانی مشخص مجدداً بازنشانی می‌شود. در انتخاب رله حرارتی بی متال باید دقت شود، زیرا تکرار این چرخه به موتور آسیب می‌رساند.

لازم به ذکر است که نوار دو فلزی رله حرارتی بی متال بلافاصله گرم نمی‌شود تا خم شود، بلکه برای گرم شدن و خم شدن زمان محدودی لازم است و بنابراین در جایی که جریان بیش از حد برای مدت زمان کوتاه مجاز است، رله حرارتی بی متال ترجیح داده می‌شود.

در نهایت هر دو نوار دو فلزی با تغییر دمای محیط، به طور مساوی خم خواهند شد و رله اضافه بار موتور را قطع نخواهد کرد. با این حال، جریان موتور و المنت هیتر فقط روی نوار اولیه دو فلزی تأثیر می‌گذارند. در صورت بروز اضافه بار، نوار دو فلزی اصلی موجب تریپ می‌شود.

ویژگی ها رله اضافه بار حرارتی :

خریداران ممکن است رله هایی را خریداری کنند که دارای چند ویژگی خاص هستند:

• یک رله با تنظیم مجدد خودکار به وضعیت اصلی بسته خود بعد از یک دوره زمانی مشخص باز می گردد و اگر پس از ریست همچنان موتور   اضافه بار داشت مجددا رله تریپ خواهد شد.
• رله ها بیش از طیف گسترده ای با جبرانگر دمای محیط در دمای محیط عمل می کنند.
• برخی از رله ها از درجات مختلف از نظارت فاز برخوردار می باشند. ممکن است این محصولات بدون فاز و یا برگشت فاز یا عدم تعادل فاز را بتوانند بررسی کنند. در صورت بروز هرگونه مشکل فاز رله تریپ می دهد و موتور را قطع می کند. به خصوص عدم تعادل فاز می تواند موجب نوسانات خطرناکی در ولتاژ یا جریان موتور شود و سبب آسیب موتور گردد.

طرز کار رله بی متال

هر رله ھای حرارتی از سه تیغه برخوردار است که  چند حلقه  سیم حامل جریان به دور آن پیچیده می شود. با عبور جریان اضا فه بار، ھادی ھا گرم ، حرارات به بی متال انتقال می یابد و منجر به خم شدن تیغه خواهد شد. حرکت ھر یک از بی متال ھا باعث فشار به اھرم می شود و در نهایت  با جا به جا شدن اھرم، یک میکرو سوئچ که دارای کنتاکت تبدیل باز و بسته است تغییر وضعیت  خواهد داد و مدار فرمان را قطع می نماید. جهت افزایش سرعت عملکرد بیمتال و جلوگیری از جرقه و سوختگی محل اتصال، از آھنربا در بالا و پایین تیغه دوفلزی استفاده می شود که نیروی مغناطیسی آن به بسته شدن سریع اتصال کمک می کند.

رله ھای اضافه بار قابلیت تنظیم دارند و می توان به گونه ای آن ها را تنظیم نمود که جریان ھایی بین ١٫٠۵ تا ١٠ برابر جریان نامی موتورھا را قطع کنند. رله بیمتال سه فاز اغلب از سه پل قدرت و دو کنتاکت فرمان برخوردار است  (یک کنتاکت باز برای اتصال به سیستم ھشداردھنده و یک کنتاکت بسته برای قراردادن در مسیر تغذیه کنتاکتور). کنتاکت معمولا بسته NC با شماره های 95-96 و کنتاکت های معمولا باز NO با شماره های 97-98 مشخص می شوند. گاها نمونه هایی از رله به دو صورت دستی و خودکار عمل می کنند در حالت دستی اگر رله عمل کند باید آن را به  حالت اول بازگرداند، اما در حالت خودکار برگشتن به حالت اول پس از RESET صورت دستی و با فشردن دکمه گذشت مدتی معین به صورت خودکار انجام می شود.

سخن پایانی

همانطور که دریافتید هر رله از پایانه هایی برای  برق ورودی و برای برق خروجی برخوردار است و  کنتاکت کمکی برای ارائه فیدبک به هر مدار کنترلی، تنظیم دستگیره دامنه آمپر در رله؛ دکمه تنظیم مجدد سفر و یک دکمه تست برای تست سیم کشی کنترل می شود. به طور کلی  این رله در اصل گرمایش حرارتی کار می کند. با افزایش جریان، دمای سیم پیچ های فاز در موتور و سیم نیز افزایش می یابد. به طور کلی برای کسب اطلاعات بیشتر و یا خرید رله حرارتی به وب سایت آژند برق مراجعه نمایید.