پیکربندی کنتاکت ها در رله

پیکربندی کنتاکت ها:
مشابه تعاریف استانداردِ «در حالت عادی باز» (NO) و «در حالت عادی بسته» (NC) که برای بیان وضعیت اتصال کنتاکت ها وجود دارد، آرایش کنتاکت های رله ها را می توان با عملی که انجام می دهند نیز دسته بندی کرد.

رله های الکتریکی ممکن است از یک یا چند کنتاکت تشکیل شده باشند و واژه «کنتاکت» در آن ها به عنوان یک قطب در نظر گرفته می شود.

هر یک از این کنتاکت ها یا قطب ها را می توان با انرژی دار کردن سیم پیچ رله به یکدیگر متصل کرد و مسیری را برای عبور جریان ایجاد نمود.

به این ترتیب، کنتاکت ها به صورت زیر دسته بندی می شوند:

• تک قطب تک مسیره (Single Pole Single Throw) یا SPST.
• تک قطب دو مسیره (Single Pole Double Throw) یا SPDT.
• دو قطب تک مسیره (Double Pole Single Throw) یا DPST.
• دو قطب دو مسیره (Double Pole Double Throw) یا DPDT.

با توجه به دسته بندی بالا، عمل رله را می توان به دو صورت وصل (Make) یا M و قطع (Break) یا B مسیر عبور جریان بیان کرد.

در نتیجه، برای مثال، یک رله ساده با یک مجموعه کنتاک به این صورت توصیف می شود: تک قطب دو مسیره (قطع قبل از وصل) یا (SPDT - (B-M.

مثال هایی از تعدادی از نمودارهای مورد استفاده برای انواع پیکربندی های کنتاکت رله های الکتریکی در مدار یا نقشه ها در شکل زیر نشان داده شده است. البته پیکربندی های مختلف بیشتری نیز وجود دارد.

در شکل بالا، C ترمینال مشترک، NO کنتاکتِ در حالت عادی باز و NC کنتاکتِ در حالت عادی بسته است.

رله های الکترومکانیکی را می توان با نوع پیکربندی و تعداد کنتاکت ها یا عناصر سوئیچینگ نیز نشان داد.

برای مثال، یک کنتاکت که در وضعیت بدون انرژی باز است «کنتاکت نوع A» یا کنتاکت وصل نامیده می شود. به طور مشابه، کنتاکتی که در وضعیت بدون انرژی بسته است «کنتاکت نوع B» یا کنتاکت قطع نامیده می شود.

وقتی هر دو مجموعه کنتاکت های وصل و قطع به طور همزمان وجود داشته باشند، به گونه ای که دو کنتاکت برای تولید یک نقطه مشترک (با سه اتصال نشان داده می شود) اتصال الکتریکی داشته باشند، مجموعه کنتاکت ها به عنوان «کنتاکت های نوع C» یا کنتاکت های تبدیل یا Change-Over نامیده می شوند.

اگر اتصال الکتریکی بین کنتاکت های وصل و قطع وجود نداشته باشد، یک کنتاکت تبدیل دوگانه نامیده می شود.

نکته دیگر که باید به آن اشاره کرد درباره استفاده از رله های الکتریکی است. در حالت کلی نباید کنتاکت های رله را برای کار در جریان های بالا با یکدیگر موازی کرد.

برای مثال، هرگز نباید یک بار 10 آمپری را با دو کنتاکت موازی که از هر یک از آن ها 5 آمپر می گذرد تغذیه کرد؛ زیرا رله هایی که به صورت مکانیکی عمل می کنند دقیقاً در یک لحظه و به صورت همزمان باز یا بسته نمی شوند.

در نتیجه، ممکن است یکی از رله ها، حتی برای یک لحظه کوتاه، دچار اضافه جریان شده و رله آسیب ببیند.

همچنین، از آن جایی که می توان از رله های الکتریکی در مدارهای الکترونیکی توان پایین یا مدارهای کامپیوتری برای سوئیچینگ (ON و OFF کردن) جریان ها و ولتاژهای نسبتاً بزرگ استفاده کرد، هرگز نباید بارهایی با ولتاژ متفاوت را در کنتاکت های مجاور در یک رله ترکیب کرد.

مثلاً برای ایمنی کار با ولتاژ 220 ولت AC و ولتاژ 12 ولت DC همیشه از رله های مجزایی استفاده کرد.

یکی از مهم ترین بخش های هر رله الکتریکی سیم پیچ آن است. این بخش جریان الکتریکی را به یک شار الکترومغناطیسی تبدیل می کند که برای عملکرد مکانیکی کنتاکت های رله به کار می رود. مشکل اصلی سیم پیچ رله این است که «خاصیت بسیار سلفی» دارد.

هر سیم پیچ امپدانسی دارد که از مقاومت R و اندوکتانس L تشکیل شده و یک مدار RL سری را تشکیل می دهد.

وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی خودالقایی در اطراف آن تولید می شود. هنگامی که جریان قطع شود، یک ولتاژ نیرو محرکه الکتریکی معکوس (Back EMF) تولید می شود.

اندازه این ولتاژ معکوس القایی ممکن است نسبت به ولتاژ سوئیچینگ بسیار بزرگ باشد و به قطعات نیمه هادی مانند ترانزیستور، FET یا میکروکنترلرهای مورد استفاده برای عملکرد سیم پیچ رله آسیب برساند.

یک راه برای جلوگیری از این آسیب دیدگی ترانزیستور یا هر قطعه نیمه هادی سوئیچینگ دیگر، اتصال یک دیود بایاس معکوس به سیم پیچ رله است.

همان طور که گفتیم، وقتی جریان گذرنده از سیم پیچ قطع شود، یک emf معکوس القایی تولید می شود. این ولتاژ معکوس، دیود را بایاس مستقیم می کند و سبب روشن شدن و عبور جریان توسط آن می شود.

در نتیجه، انرژی ذخیره شده تلف خواهد شد و به این ترتیب از آسیب دیدگی ترانزیستور جلوگیری می شود.

این دیود به عنوان «دیود هرزگرد» (Flywheel Diode) شناخته می شود. از بارهای القایی یا سلفی دیگر که به یک دیود هرزگرد برای حفاظت نیاز دارند، می توان به سلونوئیدها، موتورها و سیم پیچ های القایی اشاره کرد.

مشابه استفاده از دیودهای هرزگرد برای حفاظت قطعات نیمه هادی، از مدارهای یا قطعات دیگری مانند مدارهای اسنابر RC، مقاومت های متغیر اکسید فلز یا MOV و دیودهای زنر نیز برای حفاظت در مدار استفاده می شود.