رله تایمر: اصول کار، کاربردها و مزایایی که دارد

رله تایمر یکی از انواع قطعات مهم در ساخت و طراحی هرنوع ازتابلوهای برق است که امکان کنترل خودکار تابلو را میسر میسازد. هرکسی با مدارهای قدرت سر و کار داشته باشد، باید با تجهیزات مورد استفاده در این صنعت هم آشنا باشد در ادامه آژند برق با ما همراه باشید تا بیشتر با این قطعه آشنا شوید.

رله چیست؟

رله نوعی کلید الکتریکی سریع و بدون مکث است که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر، باز و بسته میشود.

تایمرهای برق پنوماتیکی یا بادی:

تایمر های بادی در اصل نوعی از تایمرهای مکانیکی به شمار می روند و نیاز به برق ندارند. این تایمرها از یک کنتاکت بسته و یک کنتاکت باز تشکیل می شوند. عملکرد این تایمرهای بادی به استفاده از کنتاکت بستگی دارد.

می توانیم بگوییم تایمرهای پنوماتیکی قبلا بیشتر مورد استفاده قرار می گرفتند. این تایمر ها توسط دو برند تله مکانیک و اشنایدر وارد بازار می شدند. اما امروزه استفاده از تایمر الکترونیکی، نسبت به تایمر های پنوماتیکی رونق بیشتری یافته است.

تایمرهای برق دیجیتالی:

نوع دیگر از تایمر برق ها که مورد استفاده قرار می گیرند، تایمر های دیجیتالی هستند و این تایمر ها با استفاده از دو کلید up/down قابل تنظیم می باشند. می توانیم توسط تایمر های دیجیتالی به راحتی اقدام به زمان بندی نماییم.

در این تایمر ها رخ دادن خطا به شدت ضعیف است. یعنی ممکن نیست تایمر های دیجیتالی خطا کنند. از این رو می توانید برای تنظیم زمان بدون هیچ نگرانی از تایمر های دیجیتالی استفاده نمایید.

از طرفی دیگر این تایمر های دیجیتالی دارای صفحه های نمایشگر می باشند. از این رو می توانید همه چیز را به صورت واضح بر روی این نمایشگرها مشاهده نمایید.  مقدار زمانی که سپری شده است، زمان پیش فرض، تغییرات زمانی، همه و همه را می توانید بر روی صفحه های نمایشگر این تایمرهای برق دیدن نمایید.

اصول کار رله تایمر:

ما یک ولتاژ برق را به رله میدهیم و رله، کلید تبدیلی را که در داخل آن قرار گرفته است را، برای ما خاموش و روشن میکند.در انواع رله های الکترومکانیکی‌، این ولتاژی که ما به رله میدهیم تا فعال شود، معمولا ولتاژ کوچکی است ولی کلیدی که در داخل رله تغییر حالت پیدا میکند، میتواند جریان بزرگی را برای ما قطع و وصل کند.

اگر بخواهیم به صورت کلی نحوه عملکرد رله را توضیح دهیم، میتوانیم این کار را با یک مدار SPDT یعنی یک مدار تک قطب دو پرتابی آن را شرح دهیم به این صورت که:

اگر یک مدار SPDT را در نظر داشته باشید که شامل سه ترمینال باشد، زمانی که هیچ منبع جریانی وجود نداشته باشد، رله غیر فعال است و آن گاه موقعیت قطب آن در یک ترمینال باقی میماند، نتیجه کار یک مسیر کوتاه الکتریکی بین دو ترمینال میباشد که به این ترتیب، امکان عبور جریان از مدار متصل به دو ترمینال فراهم میشود.
 
البته باید گفت وقتی رله با استفاده از یک منبع ولتاژ پایین روشن میشود، قطب رله به سمت ترمینال مورد نظر حرکت میکند.  به این ترتیب، یک ترمینال روشن شده و دیگری خاموش میشود، یا به صورت الکتریکی به ترمینال روشن شده متصل میشود. در نتیجه، امکان عبور جریان از مدار متصل شده به دو ترمینال خاص را مهیا میکند. از این خاصیت، استفاده های فراوانی در برق ساختمان، برق صنعتی و الکترونیک  میتوان کرد.

کاربرد و مصارف تایمر ها در زندگی روزمره :

روشن و خاموش کردم وسایلی از جمله لامپ ها ، لوازم روشنایی و ویترین ، ریموت کنترل ها (مثل کولر گازی) با تعیین زمان ، پمپ آبیاری درختان ، تصویه و تهویه آب یا هوا، پمپ آبیاری درختان و گلخانه و…

• تایمر در گلخانه : در گلخانه هایی که ازلامپ ها ونور مصنوعی طبق برنامه مشخص برای گیاهان استفاده میشود، بهترین روش استفاده از تایمر است. با استفاده از تایمر گلخانه قطع و وصل کردن نور چراغ ها را به راحتی امکان پذیر می کند.
• تایمر پمپ آب :  میتوان پمپ آب آکواریوم یا استخر را به تایمر متصل کرد تا بصورت روزانه و یا در روزو ساعت و حتی دقیقه مشخص دستگاه ، پمپ را خاموش یا روشن کند.
• تایمر برای فروشگاه ها : با استفاده از تایمر ها شما میتوانید تابلوهای LED  و ویترین مغازه های خود را در بازه زمانی مشخص بصورت خودکار روشن و یا خاموش کنید. با این کار از هدر رفت انرژی جلوگیری کنید.

مزایای استفاده از رله:

- از آنجایی که ماهیت رله مغناطیسی است برای حفاظت از مدار بسیار مناسب است، برای این که قسمت قدرت با جریان های بالا را نسبت به مدار الکترونیکی فرمان ایزوله میکند.

- با توجه به ساختار رله ها، آنها می توانند چندین آمپر را تحمل کنند از این رو نسبت به ترانزیستورها مقرون به صرفه تر است.

- یکی از مزیت های مهم رله خودکار بودن آن است یعنی بدون نیاز به دخالت انسان میتواند  یک مدار را قطع یا وصل کند، برای انجام این کار به سیگنال های متعددی نیازاست.

انواع رله‌ها و کاربردهای آنها:

رله های تایمر

رله تایمر در مدارهای مختلف استفاده میشود، رله های بر پایه  تایمر، معمولا به منظور حفاظت از سیستم های قدرت به کار میروند و به طور کلی بر پایه زمان عمل کنترل را انجام میدهند. مثلا در تنظیم مدار فرمان آبیاری شیفتی، چراغ راه پله ها در مجتمع های مسکونی و … استفاده میشوند.

رله‌های تایمر و انواع آن

یکی از ابزار فرمان دهنده‌ی مدارهای کنترل( اتوماتیک) رله های تایمر که وظیفه‌ی کنترل مدار را برای مدت زمان معین به عهده دارند. رله های تایمر در انواع مختلف ساخته میشوند.

الف) رله های تایمر موتوری یا الکترومکانیکی

ب) رله های تایمر الکترونیکی

ج) رله های تایمر نیوماتیکی( با فشارهوا)

ت) رله های تایمر بی متال‌یا حرارتی

ث) رله های تایمر‌ هیدرولیکی

درادامه به توضیح هر یک می پردازیم:

الف) رله‌های تایمر موتوری یا الکترومکانیکی

این نوع تایمراز یک موتور کوچک تشکیل شده است که از طریق چرخ دنده توسط دنده خارجی و تغذیه‌ی تایمر موتورها دور ثابت به گردش در می آید و با گردش موتور، زمان تایمر شروع می شود
پس از گردش به علت برخورد با زایده دیسک، متوقف می‌شود و به میکروسوییچ داخلی فرمان میدهد و کنتاکت های تایمر عمل میکنند.
سپس به طور اتوماتیک قطع میشوند و موتور از کارمی افتد. زمان وصل این رله ها از چند ثانیه تا به صورت دائم قابل تنظیم است.

ب) رله‌‌های تایمر الکترونیکی

از تایمرهای الکترونیکی برای تنظیم زمان های کمتراز یک ثانیه تا چندین ثانیه استفاده میشود.در ساختار این تایمرها از مدارها و اجزای الکترونیکی استفاده شده است. در نوعی از این تایمرها با شارژ و دشارژ یک خاذن بوبین یک رله کوچک تحریک میشود.

اصول ساختار تایمر الکترونیکی بر مبنای خاذن مقاومت است، و برحسب تاخیر رله زمانی استوار است. تنظیم این تایمرها بستگی به مقدار مقاومت سر راه خاذن دارد. در ساده ترین نوع تایمر الکترونیکی در تایمر نوع فازی رله هنگامی وصل میشود که فازی شارژ شود. پس از وصل رله، بار ذخیره شده در خاذن روی مقاومت که توسط کنتاکت باز رله به دو سر خاذن وصل میشود تخلیه میگردد. در این نوع تایمر با تغییر ظرفیت خاذن می‌توان زمان تایمر را تنظیم کرد.

به طور کلی رله‌های تایمر را میتوان به دو دسته تقسیم کرد:

۱- رله‌های تاخیر در وصل: به رله‌هایی گفته میشود که باید به رله انرژی داده شود و سپس رله عمل کرده، کنتاکتی را باز یا بسته کند. مثل رله تایمر موتوری.

۲- رله‌های تاخیر در قطع: به رله‌هایی گفته میشود که بعد از قطع شدن انرژی عمل کرده، کنتاکتی را باز یا بسته کند، مانند رله‌ی تایمر نیوماتیکی.

ج) رله‌های زمانی نیوماتیکی (با فشار هوا)

در این تایمر از خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده میشود. به این ترتیب که رله در موقع رها شدن خیلی راحت رها میشود زمانی که بوبین تحریک میشود، قسمت متحرک را جذب میکند، اهرم قطعه ای را که به شکل دم آهنگری است فشار خواهد داد. هوای داخل دم از طریق سوپاپ یک طرفه خارج می‌شود، وقتی که بوبین از تحریک خارج میشود فنر دم را منبسط کرده و دم از طریق سوپاپ تنظیم هوا پر میشود.

سرعت انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم تفاوت میکند وقتی که دم به حالت عادی برگشت کنتاکت ها عمل میکنند بنابراین به وسیله ی میزان کردن پیچ تنظیم، عمل کردن کنتاکت ها را میتوان تغییر داد. کار این تایمر شبیه تایمر موتوری است با این تفاوت که زمان سنج موتوری پس از تنظیم و وصل بوبین آن به ولتاژ شروع به کار میکند. ولی زمان سنج نیوماتیکی پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به کار میکند.

ت) رله‌های‌ تایمر حرارتی

این نوع تایمر با استفاده از خاصیت بی متال کار میکند و در انواع رله حرارتی ذوب شونده، رله‌ی حرارتی بی متال و رله‌ی حرارتی منعکس کننده میله ای ساخته میشود. زمانی که جریان از بی متال عبور میکند، بی متال گرم میشود و پس از مدتی در اثر تغییر شکل عمل کرده مدار را قطع یا وصل میکند. دقت این نوع تایمر زیاد نیست و آب و هوای محیط بر روی آن تاثیرمیگذارد.

ث) رله‌های تایمر هیدرولیکی

در این رله از سیستم هیدرولیکی جهت تاخیر در مدار استفاده میشود، طرز کار آن اینگونه است که وقتی جریان برق به رله وصل میشود مقداری روغن در داخل ان جا به جا میگردد، برای بازگشت روغن به محل اولیه زمانی لازم است که این زمان را به عنوان زمان تایمر در نظر میگیریم. این رله ها در مدارهای مختلف کاربرد دارند.

جمع بندی

لازم به ذکر است که در واقع رله یک کلید تبدیل میباشد، با این تفاوت که در کلید تبدیل به یک انسان نیاز میباشد تا با دست خود، کلید تبدیل را فشار دهد.ولی در رله یک جریان برق این کلید را تغییر حالت میدهد. یعنی ما یک ولتاژ برق را به رله میدهیم و رله، کلیدِ تبدیلی را که در داخل آن تعبیه شده است، برای ما خاموش و روشن میکند.در رله‌های الکترومکانیکی این ولتاژی که ما به رله می دهیم تا رله فعال شود، معمولاً ولتاژ کوچکی است ولی کلیدی که در داخل رله تغییر حالت پیدا میکند، می تواند جریان بزرگی را برای ما قطع و وصل کند.