آشنایی با مفهوم رله شیشه‌ای
رله شیشه‌ای که با عنوان «رله کمکی» نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای پرکاربرد در مدارات فرمان الکتریکی و تابلوهای برق صنعتی است. این رله‌ها با ساختار شفاف خود، امکان مشاهده عملکرد داخلی بوبین و کنتاکت‌ها را فراهم می‌کنند و به همین دلیل به آن‌ها رله شیشه‌ای گفته می‌شود.
عملکرد کلی رله شیشه‌ای بسیار شبیه به کنتاکتور است؛ هر دو شامل یک بوبین و تعدادی تیغه (کنتاکت) هستند که با برق‌دار شدن بوبین، تغییر وضعیت می‌دهند. با این حال، تفاوت‌های فنی و ساختاری مهمی بین این دو قطعه وجود دارد که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.
عملکرد رله شیشه‌ای چگونه است؟
رله شیشه‌ای وسیله‌ای است برای قطع و وصل جریان در مدار فرمان. زمانی که ولتاژ مشخصی به بوبین رله اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده باعث می‌شود که کنتاکت‌ها تغییر وضعیت دهند. این تغییر وضعیت می‌تواند منجر به برقراری یا قطع جریان در بخش خاصی از مدار شود.
از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع رله‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ابعاد کوچک و جمع‌وجور
قیمت مناسب نسبت به سایر تجهیزات کنترلی
مصرف توان پایین
طول عمر بالا در صورت انتخاب درست جنس کنتاکت
قابلیت تعویض آسان و نصب روی سوکت پایه مخصوص
تنوع ولتاژی (مثلاً 12VDC، 24VDC، 220VAC و …)
رله‌های شیشه‌ای در دو مدل تولید می‌شوند:
مدل قابل نصب روی برد
مدل قابل نصب روی سوکت (پایه رله)
در صنعت، به‌ویژه در تابلوهای برق صنعتی، نوع سوکتی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیم‌کشی سوکت نیز معمولاً روی بدنه آن حک شده است و نصاب‌ها به‌راحتی می‌توانند سیم‌بندی را انجام دهند.
تفاوت رله شیشه‌ای با کنتاکتور
در نگاه اول ممکن است عملکرد این دو قطعه مشابه به نظر برسد، اما تفاوت‌های مهمی بین آن‌ها وجود دارد:
| ویژگی | رله شیشه‌ای | کنتاکتور |
|---|---|---|
| ظرفیت جریان | حداکثر تا 10 آمپر | از 9 تا 1000 آمپر |
| نوع کاربرد | فرمان و کنترل بارهای کوچک | قطع و وصل بارهای سنگین (موتورها، تجهیزات صنعتی) |
| ساختار | کوچک و ظریف، مناسب برای مدارات فرمان | بزرگ‌تر، مقاوم‌تر، مناسب برای مدارات قدرت |
| میزان مصرف انرژی | کم | نسبتاً زیاد |
| کنتاکت‌ها | تیغه‌های معمولاً NO یا NC | تیغه‌های قدرت و فرمان مجزا |
| شباهت عملکردی | مانند کلید تبدیل | مانند کلید تک‌پل سه‌فاز |
کنتاکت‌های رله شیشه‌ای مانند کلید تبدیل در برق ساختمان هستند؛ یعنی با تحریک بوبین، وضعیت تیغه‌ها بین حالت باز و بسته تغییر می‌کند. اما در کنتاکتور، جریان سه‌فاز به صورت همزمان وصل یا قطع می‌شود و برای تحمل جریان‌های بالا طراحی شده‌اند.
اهمیت انتخاب جنس کنتاکت در رله شیشه‌ای
یکی از نکات فنی بسیار مهم در طراحی و استفاده از رله شیشه‌ای، جنس کنتاکت‌هاست. در ظاهر ممکن است همه رله‌ها مشابه به نظر برسند، اما جنس کنتاکت به‌کاررفته در آن‌ها تأثیر مستقیمی بر عملکرد، طول عمر و کارایی رله دارد.
مواد رایج در ساخت کنتاکت رله‌ها:
مس (Cu)
نقره (Ag)
طلا (Au)
تنگستن (W)
پالادیوم (Pd)
پلاتین (Pt)
مولیبدن (Mo)
همچنین، ترکیبات آلیاژی زیر به شکل گسترده در تولید کنتاکت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند:
AgCdO (نقره – اکسید کادمیوم)
AgNi (نقره – نیکل)
AgSnO₂ (نقره – اکسید قلع)
AgNi+Au (نقره – نیکل با روکش طلا)
در رابطه با همین موضوع بخوانید:
چرا استفاده از آلیاژها بهتر از فلزات خالص است؟
استفاده از فلزات خالص (مثل نقره یا مس) در ساخت کنتاکت‌ها، ممکن است در برخی کاربردها منجر به مشکلاتی نظیر:
چسبندگی کنتاکت‌ها
جرقه‌های مکرر
خال‌زدگی سطح کنتاکت
ذوب شدن در اثر دمای بالا
بنابراین، استفاده از آلیاژهای مناسب باعث افزایش مقاومت در برابر پدیده‌هایی مانند قوس الکتریکی، چسبندگی و فرسایش می‌شود.
مقایسه آلیاژهای متداول در کنتاکت‌های رله شیشه‌ای
| نوع آلیاژ | ویژگی‌ها | کاربرد |
|---|---|---|
| AgCdO | مقاومت بالا در برابر چسبندگی، مناسب برای جریان‌های بالا و بارهای القایی | موتور، هیتر، لامپ‌های رشته‌ای |
| AgSnO₂ | پایداری حرارتی بالا، مقاوم در برابر قوس و جرقه | بارهای دارای جریان ناگهانی بالا، خازنی و القایی |
| AgNi | مناسب برای جریان مستقیم و بارهای سبک | مدارات کنترل با جریان پایین |
| AgNi + Au | انتقال دقیق سیگنال، نویز پایین | تجهیزات کنترلی حساس، جریان‌های زیر 1 آمپر |
موارد استفاده از رله شیشه‌ای در صنعت
رله‌های شیشه‌ای در صنایع مختلف کاربرد دارند، از جمله:
سیستم‌های اتوماسیون صنعتی
تابلوهای برق فرمان و کنترل
سیستم‌های حفاظتی و هشدار
تجهیزات الکترونیکی دقیق
مدارات ارسال و دریافت سیگنال
کنترل بارهای سبک مانند لامپ‌ها، بیزرها، فن‌های کوچک
نتیجه‌گیری
رله شیشه‌ای یا رله کمکی، ابزاری ساده، اما حیاتی در مدارهای کنترلی و فرمان است. انتخاب صحیح آن با در نظر گرفتن ولتاژ کاری، نوع بار، و جنس کنتاکت‌ها تأثیر مستقیمی بر عملکرد صحیح مدار دارد. همچنین، استفاده از آلیاژ مناسب در کنتاکت‌ها موجب افزایش طول عمر و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود.
در دنیای امروز که اتوماسیون و سیستم‌های کنترل هوشمند در حال توسعه هستند، استفاده از رله‌های دقیق و قابل‌اعتماد مثل رله‌های شیشه‌ای، ضرورتی اجتناب‌ناپذیر است.
