رله اضافه بار : انواع ، دیاگرام اتصال و کاربردها

رله اضافه بار چیست؟

یک رله اضافه بار (overload relay) می تواند به این صورت تعریف شود که یک وسیله الکتریکی می باشد که اصولا برای پیروی از الگوهای حرارتی موتور الکتریکی طراحی شده است و وقتی که وسیله تشخیص دما در رله به دمای ثابتی برسد می تواند جریان را قطع کند. رله اضافه بار را می توان با یک هیتر کوپل شده با اتصالات معمولا بسته که قفل آنها هنگامی که گرما خیلی زیاد شود باز می شود ، طراحی کرد. اتصالات یک رله اضافه بار می تواند به صورت سری متصل شود و همچنین در بین موتور و کنتاکتور قرار گیرد تا از بارگیری مجدد موتور هنگام عبور اضافه بار جلوگیری کند.

انواع رله اضافه بار :

رله های اضافه بار به دو نوع رله اضافه بار حرارتی و رله اضافه بار مغناطیسی تقسیم بندی می شوند.

بی متال (رله اضافه بار حرارتی) :

بی متال یک وسیله حفاظتی می باشد و اساسا برای قطع کردن توان وقتی که موتور جریان خیلی زیادی را در طول مدت طولانی می کشد ، طراحی شده است. برای دستیابی به این هدف این رله ها دارای یک رله ی NC می باشند. هر بار که جریان بسیار شدیدی تامین می شود از طریق مدار موتور رله NC باز می شود زیرا دمای موتور افزایش یافته است .
رله های اضافه بار مربوط به قطع کننده های مدار می باشند هم در ساختار و هم در کارکرد و در حالی که اکثر قطع کننده های مدار اگر حتی برای یک لحظه اضافه باری اتفاق بیفتد مدار را قطع می کنند ، رله های اضافه بار برای محاسبه مشخصات گرمایشی موتور طراحی شده اند و باید قبل از قطع مدار اضافه بار در یک دوره کامل اتفاق بیفتد. رله های اضافه بار حرارتی تقسیم می شوند به دو نوع حفره لحیم کاری شده و نوار بی متال تقسیم بندی می شود.

رله اضافه بار مغناطیسی :

رله اضافه بار مغناطیسی به وسیله تشخیص قدرت میدان مغناطیسی که توسط جریان جاری شده به سمت موتور ایجاد می شود ، عمل می کند. این رله می تواند با یک هسته مغناطیسی متغیر در یک سیم پیچ که جریان موتور را نگه میدارد ساخته شود. ساختار شار درون سیم پیچ هسته را به سمت بالا می کشد. وقتی که فاصله هسته به اندازه کافی دور می شود می تواند مجموعه ای از اتصالات در نظر گرفته شده در رله را تریپ دهد.
تفاوت عمده ما بین رله های حرارتی و مغناطیسی این است که رله اضافه بار نوع مغناطیسی به افزایش دمای محیط واکنش نشان نمی دهد. معمولا از رله های حرارتی در مکان هایی استفاده می شود که تغییرات دمای محیط بسیار زیاد باشد. رله اضافه بار مغناطیسی به دو نوع الکترونیکی و نوع استوانه میراکننده تقسیم بندی می شود.

دیاگرام اتصال رله اضافه بار :

دیاگرام سیم پیچی رله اضافه بار به در زیر نمایش داده شده است و اتصالات یک رله اضافه بار نمادین ممکن است به شکل دو علامت سوال مخالف هم به نظر بیاید و به شکل نماد S عملکرد و کارکرد رله اضافه بار در ادامه بحث می شود. اگرچه چندین نوع از رله اضافه بار در بازار وجود دارد معمول ترین نوع آنها رله اضافه بار حرارتی بی متال می باشد. طراحی این رله می تواند به وسیله دو نوع متفاوت از نوار فلزی انجام شود که این نوارها می توانند به صورت متقابل متصل شوند و در زمان گرم شدن با سرعت های متفاوتی منبسط شوند. هر وقت نوار تا دمای خاصی گرم شود این دو نوار از هم جدا شده و مدار قطع می شود.

دیاگرام سیم پیچی رله اضافه بار

وقتی که جریان جاری شده به سمت موتور بیشتر از مقداری باشد که هیتر برای آن تنظیم شده است ، بعد از چند ثانیه اضافه بار تشخیص داده می شود. کلاس رله اضافه بار می تواند بر اساس دوره تشخیص توسط رله به سه کلاس تقسیم بندی شود. رله اضافه بار کلاس 10 و کلاس 20 و کلاس 30 که می توانند اضافه بار را به ترتیب بعد از 10 ثانیه و 20 ثانیه و 30 ثانیه تشخیص دهند. یکی از ویژگی های امنیتی اصلی این رله این است که مانع می شود موتور به صورت فوری راه اندازی مجدد شود. به عنوان مثال وقتی که رله اضافه بار مقدار اضافه بار را رله ی بی متال تشخیص دهد اتصال دو فلزی اتصال NC را باز می کند تا نوار خنک شود. اگر کسی تلاش کند که سوئیچ استارت را برای اتصال سوئیچ های کنتاکتور فشار دهد موتور روشن نخواهد شد.

کاربردهای رله اضافه بار :

کاربردهای رله اضافه بار شامل موارد زیر می شود :

• یک رله اضافه بار به صورت گسترده برای محافظت موتور استفاده می شود.
• از رله اضافه بار برای هر دو شرایط اضافه بار و تشخیص خطا می توان استفاده کرد و سپس دستورات تریپ را به یک وسیله محافظ اعلام کرد.
• رله های اضافه بار به سیستم های ریز پردازنده و الکترونیک های حالت جامد تبدیل شده اند.
• رله های اضافه بار هر زمان که جریان شدید کشیده شود دستگاه را غیرفعال می کند.

مشخصات الکتریکی رله :

مشخصات الکتریکی رله شامل رنج جریان ، اطلاعات تریپ ، فاز و کنترل ولتاژ می باشد. تریپ برای توصیف فعالیت توقف مدار توسط رله های اضافه بار و قطع کننده های مدار استفاده می شود. رله های اضافه بار حرارتی ممکن است شامل چندین مشخصه در خصوص این عملکرد باشند.

رنج جریان بار کامل دلالت می کند به مقدار جریانی که رله روی آن مقدار تنظیم می شود. پلاک رنج موتور شامل رنج جریان بار کامل برای آن موتور خاص می باشد. برای اینکه رله اضافه بار حرارتی تریپ دهد باید جریان بار کامل بار روی نقطه ای تنظیم شود که با مقدار روی پلاک موتور هم خوانی داشته باشد.

رنج تریپ دمایی برای رله هایی به کار برده می شود که به جای اندازه گیری جریان برای اندازه گیری دما طراحی شده اند مانند رله ای حالت جامد و رله های کنترل دما.

کلاس تریپ به ماکزیمم زمان بر حسب ثانیه دلالت می کند که یک رله در مقابل 6 برابر جریان نامی قبل از تریپ می تواند مقاومت کند. به عنوان مثال رله کلاس 10 می تواند 600 درصد جریان نامی را در مدت 10 ثانیه تا زمانی که تریپ دهد تحمل کند. کلاس تریپ یک مشخصه مهم می باشد زیرا هر موتور در هنگام استارت برای مدت زمان کوتاهی جریان هجومی می کشد که چند برابر جریان نامی می باشد.
هر رله اضافه بار باید بتواند این جریان بالا را مدیریت کند بدون اینکه تریپ دهد. کلاس تریپ موجب می شود که رله بتواند بین جریان های استارت نرمال و جریان های اضافه بار غیر نرمال تمایز قائل شود. اصطلاح پل تعداد مدارهای جدای کنترل شده توسط سوئیچ را بیان می کند. تعداد مدارها تعداد کنتاکت های سوئیچ را تعیین می کند و آن به نوبه خود تعداد پل های مورد نیاز را تعیین می کند. سوئیچ ها به طور معمول بین 1 تا 4 پل دارند.
ولتاژ کنترل یک مشخصه مهم می باشد زیرا ولتاژ مدار کنترل اغلب متفاوت از ولتاژ مشخصه موتور می باشد که به عنوان کنترل جداگانه شناخته می شود. ولتاژ کنترل معمولا کمتر از ولتاژ موتور می باشد و یک رله اضافه بار باید بر اساس این مشخصه انتخاب شود.

ویژگی ها رله :

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 بعد از ریست شدن همچنان موتور دارای اضافه بار باشد مجددا رله تریپ می دهد.
• رله ها با جبرانگر دمای محیط بیش از طیف گسترده ای از دمای محیط کار می کنند.
• برخی از رله ها دارای درجات مختلف از نظارت فاز هستند. این محصولات ممکن است فقدان فاز و یا برگشت فاز یا هدم 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.

تشخیص کمبود بار به توانایی رله در تشخیص افت جریان در حالت بدون بار دلالت دارد. این مساله ممکن است اتفاق بیفتد وقتی که به عنوان مثال یک پمپ در حالت خشک کردن باشد. این رله ها برای تشخیص این تفاوت ها طراحی می شوند و در این حالت هم مانند حالت اضافه بار تریپ می دهند.

رله ها با نشانگرهای بصری محصولاتی هستند که دارای دیودهای دارای تابش نور (LED) یا سایر شاخص های وضعیت هستند.