رله اضافه بار و انواع آن

رله اضافه بار چیست؟
رله اضافه بار را می توان چنین تعریف کرد: یک تجهیز الکتریکی است که عمدتاً برای محدود کردن گرمای موتور الکتریکی و همچنین برای قطع جریان در هنگام رسیدن دمای موتور به یک مقدار مشخص طراحی شده است.

طراحی یک رله اضافه بار را می توان با یک گرم کننده همراه با اتصالات عموماً بسته که با گرم شدن بیش از حد گرم کننده باز می شوند، انجام داد.

اتصالات یک رله اضافه بار را می توان به صورت سری متصل کرد و همچنین بین موتور و خود کنتاکتور قرار داد تا از شروع مجدد کار موتور هنگام قطع شدن اضافه بار جلوگیری شود.

انواع رله اضافه بار:
رله اضافه بار وسیله ای است که از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار و خرابی فاز محافظت می کند. اضافه بار به شرایطی گفته می شود که در آن، موتور برای مدت نسبتاً طولانی جریان را بالاتر از مقدار نامی خود می کشد.

این بزرگ ترین عیب در موتور است و می تواند منجر به افزایش دما در سیم پیچ آن شود. از این رو جلوگیری از ادامه آن و بازگشت سریع به حالت عادی مهم است.

رله های اضافه بار به سه نوع رله اضافه بار حرارتی، رله اضافه بار مغناطیسی و رله اضافه بار الکترونیکی دسته بندی می شوند.

رله اضافه بار حرارتی:
رله اضافه بار حرارتی یک وسیله حافظتی است و عمدتاً برای قطع برق در زمان عبور بیش از حد جریان از موتور استفاده می شود.

برای دستیابی به این هدف، این رله ها «در حالت عادی بسته» (Normally Closed) یا (NC) هستند. هنگامی که جریان زیادی در مدار موتور برقرار می شود، به دلیل افزایش دمای موتور، رله باز می شود.

رله های اضافه بار در ساخت و همچنین کاربرد، با مدارشکن ها ارتباط دارند. با این حال، اگر اضافه بار حتی برای لحظه ای اتفاق بیفتد، اکثر مدارشکن ها مدار را قطع می کنند.

در واقع، مدارشکن ها نیز با توجه به مشخصات گرم شدن موتور طراحی شده اند. رله های اضافه بار حرارتی به دو نوع رله حرارتی بی متال (دو فلزی) و ذوب لحیم تقسیم می شوند.

رله حرارتی بی متال در اصل بر اساس خصوصیات الکترو حرارتی در یک نوار دو فلزی کار می کند. به گونه ای در مدار موتور قرار می گیرد که جریان موتور از قطب های آن عبور کند.

نوار دو فلزی تحت تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم جریان گرم می شود و وقتی جریان از مقدار تنظیم شده بیشتر شود، خم می شود.

رله حرارتی بی متال همیشه در ترکیب با کنتاکتور کار می کند. هنگامی که نوارهای دو فلزی گرم می شوند، کنتاکت «تریپ» (Trip) یا قطع فعال می شود که به نوبه خود منبع تغذیه سیم پیچ کنتاکتور را قطع و آن را از برق خارج می کند. زمان قطع همیشه با جریان گذرنده از رله حرارتی بی متال رابطه عکس دارد.

از این رو، هرچه جریان بزرگ تر باشد، باید سریع تر قطع شود. بنابراین، از رله حرارتی بی متال به عنوان رله وابسته به جریان و معکوس با زمان یاد می شود. در ادامه، نحوه عملکرد رله حرارتی بی متال را با جزئیات بیشتری بررسی می کنیم.

رله اضافه بار مغناطیسی:
رله اضافه بار مغناطیسی با تشخیص شدت میدان مغناطیسی که از جریان موتور ایجاد می شود، کار می کند.

این رله را می توان با یک هسته مغناطیسی متغیر درون سیم پیچی که جریان موتور از آن عبور می کند، ساخت. آرایش شار درون سیم پیچ هسته را به سمت بالا می کشد. با بیشتر درگیر شدن هسته، مجموعه ای از اتصالات رله را قطع می کنند.

رله اضافه بار الکترونیکی:
رله های اضافه بار الکترونیکی نوار دو فلزی ندارند. در عوض، از حسگرهای دما یا ترانسفورماتورهای جریان برای سنجش میزان جریان گذرنده از موتور استفاده می کنند.

این رله ها مبتنی بر فناوری مبتنی بر ریزپردازنده هستند و در آن ها، دما با استفاده از ترمیستور PTC سنجیده شده و از آن برای قطع مدار در صورت خطای اضافه بار استفاده می شود. برخی از رله های اضافه بار الکترونیکی دارای ترانسفورماتور جریان و سنسورهای اثر هال هستند که مستقیماً جریان را اندازه می گیرند.

مزیت عمده رله الکترونیکی نسبت به رله حرارتی این است که نداشتن نوار دو فلزی منجر به اتلاف حرارت کمتری در داخل رله می شود. همچنین، رله های الکترونیکی دقیق تر از رله های حرارتی هستند.