نصب و سیم بندی رله ی حالت جامد

رله های حالت جامد در توان و مدل های متنوعی ساخته شده و می توانند جایگزین انواع کنتاکتور قدرت و رله های الکترومکانیکی فرمان شوند. همانند دیگر تجهیزات سوئیچ و فرمان می توان رله های حالت جامد را روی برد (a) ، سوکت (b) و سطوح مختلف به طور مستقیم (c) نصب کرد. در واقع روش نصب به نوع رله، ولتاژ و توان آن بستگی دارد.

رله ی حالت جامد روی سوکت

برای نصب رله ها روی برد از لحیم استفاده می شود. این اتصال از نوع جدا نشدنی بوده و در مدار داخلی تجهیزات و یا رله بردها استفاده می شود.

سوکت نصب رله ی حالت جامد فرمان از نظر ظاهر مانند رله های الکترومکانیکی بوده و روی ریل های استاندارد نصب می شود. با قرار دادن سوکت روی ریل می توان آن را سیم بندی کرده و سپس رله را به آن اضافه کرد. برخی از برند ها رله های حالت جامد را به گونه ای طراحی کرده اند که مستقیم می توان آن ها را در سوکت رله های الکترومکانیکی قرار داد. تفاوت این دو رله در تعداد پلاتین ها و نوع آن ها می باشد. به عنوان مثال هر رله ی حالت جامد تنها یک پلاتین باز دارد اما رله ی الکترومکانیکی می تواند چند رله ی باز و بسته داشته باشد. برای درک بهتر لطفا به دیاگرام روی سوکت نشان داده شده در تصویر زیر دقت کنید. در این سوکت می توان یک رله ی الکترومکانیکی با یک پلاتین باز و بسته یا یک رله ی حالت جامد با یک پلاتین باز نصب کرد.

سوکت رله ی حالت جامد

رله های قدرت معمولا توسط پیچ و به صورت مستقیم نصب می شوند. پشت این رله ها یک صفحه ی فلزی مسطح قرار دارد که برای تبادل دمایی بهتر با سطح تابلو و یا هیت سینک در نظر گرفته شده است. برخی از هیت سینک ها علاوه بر قابلیت نصب با پیچ، توانایی نصب روی ریل های استاندارد را نیز دارند. در آمپراژ بالاتر هیت سینک ها به فن نیز مجهز هستند تا گرمای حاصل از کار رله به خود آن و دیگر تجهیزات آسیب وارد نکند.

رله ها ممکن است هنگام خرید بدون سیستم خنک کننده ارائه شوند. با توجه به توصیه های سازنده، توان رله و شرایط نصب، مطمئن شوید دمای کار از حد مجاز بالاتر نرود، در غیر این صورت باید بهترین نمونه ی هیت سینک را تهیه کنید. در تصویر زیر یک نمونه رله ی نصب شده روی هیت سینک را مشاهده می کنید.

هیت سینک

برای سیم بندی رله های حالت جامد این نکات را در نظر داشته باشید:

  • هنگام سیم بندی، پلاک مشخصات را با نوع بار متصل شده، ولتاژ مدار فرمان و قدرت مطابقت دهید.
  • این رله هیچ حالت مکانیکی نداشته و شما نمی توانید از لوازم جانبی، سیستم های محافظتی، اینترلاک و … استفاده کنید به همین علت تمام سیستم های ایمنی باید در مدار فرمان رله لحاظ شود.
  • مطمئن شوید تا جریان نشتی مدار قدرت رله برای سیستم مضر نبوده و باعث عمکرد لحظه ای دیگر تجهیزات نشود.
  • در صورت DC بودن مدار فرمان یا قدرت به رعایت قطب بندی دقت کنید. قطب بندی اشتباه می تواند باعث عدم عملکرد صحیح و یا آسیب به تجهیز شود.
  • برای تعمیرات و یا تعویض تجهیزات باید مدار قدرت رله ها کاملا بی برق شود. هرگز به قطع مدار فرمان بسنده نکرده و از بریکر یا کلید با تعداد پل های کافی و قبل از رله ها استفاده کنید.
  • در صورت استفاده از رله ی قدرت باید از تبادل گرمایی آن مطمئن شوید. رله را بدون هیت سینک روی سطوح پلاستیکی، چوبی و … نصب نکنید.
  • از تجهیزات مناسب مانند سر سیم، سیم قلع اندود، وایرشو و … در سیم بندی رله ها استفاده کنید.
  • به علت نداشتن قطعات مکانیکی، صدا و … به سادگی نمی توان این رله ها را تست کرد. قبل از راه اندازی اولیه مطمئن شوید که هیچ خطری افراد را تهدید نمی کند.
  • از سیستم زمین مناسب و بدون نویز در تابلوها و تجهیزاتی که دارای عناصر نیمه هادی هستند استفاده کنید. این کار باعث افزایش ایمنی، کاهش عملکرد های اتفاقی، کاهش برق گرفتگی و … می شود.
  • رله های حالت جامد باید با نصب سیستم های مناسب در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه محافظت شوند. از وجود فیوز یا بریکر در مدار مطمئن شوید.

کاربردهای رله ی حالت جامد

از رله های حالت جامد می توان برای سوئیچ انواع بار و یا ایجاد تغییر در مدارهای الکتریکی استفاده کرد. در این بخش سعی شده مدارهای پرکاربرد در تاسیسات الکتریکی مانند خاموش و روشن کردن موتورهای تک فاز، سه فاز، چپ گرد و راست گرد و … با استفاده از این رله شرح داده شود.

مدار پایدار کننده:

در مدارهای کنتاکتوری از یک پلاتین فرمان نرمال باز، برای پایدار کردن کنتاکتور بعد از استارت استفاده می شود. در رله های حالت جامد هیچ پلاتین فرمان و تجهیزات کمکی به این منظور لحاظ نشده است و برای روشن و خاموش کردن آن باید از یک سوئیچ استفاده کرد. در صورت استفاده از سوئیچ، با قطع و وصل برق؛ رله مجدد روشن شده و می تواند حادثه آفرین باشد. برای رفع این مشکل و استفاده از این رله به صورت کنتاکتوری می توان از مدار شکل زیر استفاده کرد.

ssr

در مدار فوق برای روشن کردن رله از یک شستی استارت و برای خاموش کردن آن از یک شستی استپ استفاده شده است. در صورت فشردن شستی استارت، فاز بعد از عبور از مقاومت R1، به یکی از ترمینال های مدار کنترل متصل می شود. با توجه به این که سمت دیگر ترمینال مدار کنترل به نول وصل شده، رله روشن خواهد شد.

با روشن شدن رله، فاز خروجی از طریق مقاومت R2 مدار فرمان را تغذیه می کند. با این کار رله پایدار شده و تا زمان فشردن شستی استپ روشن باقی خواهد ماند. با فشردن شستی استپ، نول مدار فرمان قطع شده و رله خاموش می شود. برای خاموش کردن رله می توان از یک شستی نرمال باز به جای استپ نیز استفاده کرد. با فشار دادن این شستی، فاز و نول تغذیه کننده ی مدار فرمان رله، اتصال کوتاه می شوند. با این کار ولتاژ صفر شده و رله خاموش خواهد شد. با توجه به وجود مقاومت R2، جریان اتصال کوتاه محدود بوده و اشکالی در مدار ایجاد نمی کند.

چپ گرد و راست گرد الکتروموتور جریان مستقیم:

برای تغییر جهت گردش در الکتروموتورهای DC باید جای پلاریته های مثبت و منفی را عوض کنیم. برای این کار می توان از دو عدد کنتاکتور دو پل استفاده کرد. از آن جایی که رله های حالت جامد در مدل DC تنها یک پلاتین قدرت دارند، برای این مدار باید از ۴ عدد رله ی مجزا استفاده کرد. در تصویر زیر این مدار را مشاهده می کنید.

کاربرد رله ی حالت جامد

مدار قدرت رله ها به نحوی طراحی شده که با روشن شدن رله های یک و چهار الکتروموتور به صورت راست گرد و با روشن شدن رله های دو و سه الکتروموتور به صورت چپ گرد کار خواهد کرد. برای جلوگیری از روشن شدن اشتباه رله ها باید از مدارهای محدود کننده مانند اینترلاک در کنتاکتورها استفاده شود. قابل ذکر است که در رله های حالت جامد امکان استفاده از ایتنرلاک مکانیکی وجود نداشته و فقط باید در مدار فرمان آن ها از محدود کننده ها استفاده کرد. فیوز موجود در نقشه جهت حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه در نظر گرفته شده است.

چپ گرد و راست گرد الکتروموتور تک فاز:

الکتروموتورهای تک فاز در مدل های متنوعی از نظر روش راه اندازی ساخته می شوند. در این موتورها سیم پیچ راه انداز می تواند در مدار باقی بماند و یا توسط کلیدهای گریز از مرکز داخلی و یا سوئیچ های برگشت فنری از مدار خارج شود. در تصویر زیر  مدار چپ گرد و راست گرد یک الکتروموتور تک فاز با خازن دائم کار را مشاهده می کنید. در این مدار از دو رله ی حالت جامد و یک کلید سلکتوری جهت انتخاب جهت گردش استفاده شده است.

رله ی حالت جامد یا ssr

برای راه اندازی الکتروموتورهای تک فاز باید بین سیم پیچ ها اختلاف فاز ایجاد کرد. شاخه ی ایجاد کننده ی اختلاف فاز بین سیم پیچ ها در این مثال یک مقاومت سری شده با خازن می باشد. اگر مشخصات هر دو سیم پیچ برابر باشد، سری شدن این شاخه با هر یک از آن ها باعث تغییر جهت گردش خواهد شد. طبق تصویر و در صورت روشن شدن رله ی شماره ی یک، شاخه ی خازن با سیم پیچ B و با روشن شدن رله ی شماره ی دو، شاخه ی خازن با سیم پیچ A سری خواهد شد. از آن جایی که رله ها فقط فاز را قطع و وصل می کنند، دو سمت دیگر سیم پیچ ها به هم و مستقیم به نول وصل شده اند.

راه اندازی الکتروموتور سه فاز:

برای راه اندازی الکتروموتور سه فاز به صورت تک ضرب (D.O.L: Direct On Line) می توان از دو یا سه عدد رله ی یک پل، یک عدد رله ی دو پل و یا یک عدد رله ی سه پل استفاده کرد. به عنوان مثال در تصویر زیر روش دو رله ای را مشاهده می کنید.

راه اندازی الکتروموتور

در این روش و برای کاهش هزینه ها می توان یکی از فازها را به صورت مستقیم به الکتروموتور متصل کرده و دو فاز دیگر را با رله کنترل کرد. در مدار فرمان، تغذیه ی رله ها به یکدیگر وصل شده و با اعمال ولتاژ، هر دو به صورت هم زمان روشن خواهند شد. قابل ذکر است که اتصال ستاره یا مثلث الکتروموتور در روش راه اندازی نقشی ندارد.

برای بی برق کردن کامل موتور هنگام تعمیرات می توان از یک کلید ارزان قیمت و غیر قابل قطع و وصل تحت بار نامی در ورودی مدار سه فاز استفاده کرد. حذف عناصر نیمه هادی یک فاز، جهت کاهش هزینه ها نه تنها در رله های حالت جامد بلکه در انواع سافت استارت نیز انجام می شود. در تصویر زیر مدار داخلی نمونه ای از سافت استارت دو فاز با بای پس داخلی را مشاهده می کنید.

مدار داخلی سافت استارت

چپ گرد و راست گرد الکتروموتور سه فاز:

صرف نظر از ستاره یا مثلث بودن سیم پیچ، با تغییر جای دو فاز در الکتروموتورهای سه فاز می توانیم جهت گردش آن ها را تغییر دهیم. این کار به صورت معمول با دو عدد کنتاکتور انجام می شود. برای استفاده از رله ی حالت جامد در این مدار می توان از چهار رله ی تک پل، دو رله ی دو پل و یا دو رله ی سه پل استفاده کرد. مقرون به صرفه ترین روش از موارد ذکر شده استفاده از چهار رله ی تک فاز می باشد. مدار الکتریکی این روش را در تصویر زیر  مشاهده می کنید.

مدار چپ گرد و راست گرد الکتروموتور

در این روش جهت کاهش هزینه ها، یک فاز به صورت مستقیم به الکتروموتور متصل شده و رله های نصب شده روی دو فاز دیگر، راه اندازی و تغییر جهت گردش را انجام می دهند. مدار قدرت رله ها به نحوی طراحی شده که با روشن شدن رله های یک و سه، الکتروموتور به صورت راست گرد و با روشن شدن رله های دو و چهار، الکتروموتور به صورت چپ گرد کار خواهد کرد.

دوره ی تصویری کلیدهای فشار ضعیف