رله ها دستگاه هایی هستند که برای حفاظت ماشین ها و مدارات الکتریکی در مقابل اتصال کوتاه و اضافه بار به کار می روند.

– رله حرارتی (بی متال):

این رله از دو فلز مختلف الجنس که ضرایب انبساط طولی مختلفی دارند تشکیل شده است، به اطراف این فلز به هم چسبیده یک رشته سیم حامل جریان الکتریکی پیچیده شده است. در موقع عبور جریان الکتریکی از سیم مزبور، حرارت ایجاد شده موجب خم شدن بی متال شده، رله عمل می کند.

بی متال نیز مانند کنتاکتور از دو قسمت فرمان و قدرت تشکیل شده است. ولی بر خلاف کنتاکتور در قسمت قدرت سه کنتاکت بسته (N.C) و در قسمت فرمان یک تیغه ی باز و یک تیغه ی بسته دارد، که از تیغه ی بسته در مسیر جریان مدار فرمان استفاده شده و تیغه ی باز آن به آلارم وصل می شود.

بی متال در رنج های مختلف و برای آمپراژ مختلف ساخته می شود و برای عمل رله، آن را براساس جریان نامی موتور تنظیم می کنند. معمولا برای I< A63  به صورت مستقیم زیر کنتاکتور نصب می شود. برای جریان های A 160 به بالا رله های حرارتی روی ترانسفورماتور جریان قرار می دهند.

اگر بی متال در مسیر خطی باشد برابر جریان موتور و اگر در مسیر فازی باشد 0.58 جریان نامی موتور تنظیم می شود.

رله حرارتی پس از عمل کردن بلافاصله به حالت اول برمی گردد (به خاطر گرمی بی متال) لذا اولا باید کمی صبر کرد و ثانیا با فشار دکمه مخصوص RESET که معمولا قرمز رنگ است کنتاکت آن ها را به حالت طبیعی در می آورد.

نکته: اگر جریان عبوری از رله حرارتی 50% بیشتر از جریان تنظیم شده باشد رله باید در مدت کمتر از 2 دقیقه مدار را قطع کند.

نکته: اگر جریان عبوری از رله حرارتی 20% بیشتر باشداز جریان تنظیم شده باشد رله باید در مدت کمتر از 2 ساعت مدار را قطع کند.

– رله مغناطیسی:

رله مغناطیسی برای این منظور در مدارها به کار می رود تا مانند فیوز از مدار در مقابل اتصال کوتاه محافظت کند. با این تفاوت که فیوز می سوزد ولی کلید رله، مدار جریان را قطع می کند.

می توان آن ها را دوباره وصل کرد. مسیر جریان از منبع تغذیه شروع می شود و از کنتاکت هایی که توسط یک اهرم بسته شده اند می گذرد و پس از آن جریان از طریق الکترومغناطیسی به موتور می رود و دوباره به منبع تغذیه بر می گردد. تا هنگامی که جریان خیلی زیادی عبور نکند، میدان ایجاد شده توسط الکترومغناطیس آن قدر قوی نیست که بتواند اهرم را جذب کند ولی اگر جریان خیلی زیادی عبور کند، مثلا هنگام ترمز موتور و یا اتصال کوتاه، میدان الکترومغناطیس خیلی خوبی ایجاد می شود و اهرم را به طرف خود می کشد این عمل به فنر امکان می دهد که بازوی اتصال را قطع کند و کنتاکت ها را باز کند و در نتیجه مدار قطع می شود. الکترومغناطیس انرژی اش را از دست می دهد و اهرم به حالت اول بر می گردد. در این حالت بازوی اتصال توسط فنر خارج نگه داشته شده است هنگامی که مشکل برطرف شود قطع کننده ی مدار را می توان به حالت اول در آورد و از آن استفاده کرد.

– رله ی کنترل فاز:

نوع دیگری از حفاظت کننده ها می باشد. که پیش از شروع به کار الکتروموتور از بروز عیب در مدار جلوگیری می کند. رله ی کنترل فاز از سه ورودی برای برق سه فاز R,S,T و یک ورودی نول و همچنین یک تیغه ی باز 15 و 16 و یک تیغه ی بسته 18 و15 تشکیل شده است. در هنگام استفاده از رله کنترل فاز باید دقت شود که از تیغه باز رله در مسیر جریان مدار فرمان و تیغه بسته به آلارم وصل شود.

کنتاکت باز زمانی بسته می شود که شرایط کار در زمان نرمال باشد.

مشخصه های رله کنترل فاز:

1- تشخیص تغییر توالی فاز

2- تشخیص قطع یک فاز

3- حساسیت و محافظت در برابر عدم تفارن ولتاژ سه فاز (از 5% تا 15%) قابل تنظیم.

4- تشخیص کاهش ولتاژ شبکه

5- قطع سریع در صورت بروز خطا

6- دارای سیگنال های نمایشگر خطاهای مختلف و حالت عادی

7- حفاظت الکتروموتور در مقابل اختلالات شبکه مانند: قطع فاز – جابه جایی فاز – افت ولتاژ بیش از حد مجاز – عدم تقارن بیش از حد ولتاژ سه فاز و شوک ناشی از قطع و وصل متوالی برق

– رله ی کنترل بار: 

نوع دیگری از حفاظت کننده ها، رله کنترل بار می باشد که می تواند جایگزین مناسبی برای بی متال باشد زیرا دقت و سرعت آن از بی متال بیشتر می باشد.

مشخصه های رله ی کنترل بار:

1- جایگزین بی متال

2- مدار الکترونیکی با عمر بسیار زیاد و بدون استهلاک مکانیکی

3- دقیق و مطمئن در تمامی شرایط و عدم وابستگی دمای محیط

4- قابل تنظیم جریان توسط دسته AMPERS

5- دارای تایمر تاخیر در وصل با زمان ثابت

6- قابلیت تنظیم تاخیر در قطع توسط دسته DELAY

7- دارای دو حرکت عملکرد قفل شونده و اتوماتیک

قابلیت های ویژه:

الف) نمایش دهنده حالت خطا قبل از قطع خروجی

ب) دارای نمایشگر وصل خروجی

ج) دارای نمایشگر حالت خطا FAULT

– رله های حفاظتی جریان نشتی اتصال زمین (رله ارت فالت):

این رله ها عمدتا برای تشخیص جریان های نشتی به زمین به کار می روند و در انواع یک فاز و سه فاز وجود دارند. در حالت یک فاز جریان رفت و برگشت در بار مورد حفاظت، از داخل یک کوپل مغناطیسی بسیار حساس عبور می کند. در حالتی که جریان نشتی به زمین وجود ندارد مجموع جریان های رفت و برگشت که از داخل کوپل عبور می کنند، مساوی هستند بنابراین هیچ گونه میدان مغناطیسی ایجاد نمی شود ولی در حالتی که در بار یک جریان نشتی به زمین وجود داشته باشد جمع برداری جریان های داخلی کوپل صفر نیست و لذا در کوپل یک میدان مغناطیسی بوجود می آید و این میدان می تواند یک سوییچ مکانیکی را جهت قطع جریان، تحریک کند.

در حالت سه فاز نیز هر سه سیم سه فاز به همراه یک سیم نول از داخل کوپل عبور می کند که طرز کار آن به همان صورت فوق می باشد. به این رله، رله ی ارت فالت نیز گفته می شود.

مشخصه های رله ارت فالت:

1- تشخیص خطای اتصال به زمین

2- تنظیم محدوده ی جریان نشتی از 5% تا 100% رنج

3- تنظیم محدوده ی جریان از 300 میلی آمپر الی 100 آمپر

4- تشخیص جریان نشتی در کابل های زیر زمینی ، سیم پیچ الکتروموتورها و تابلوهای برق

– رله های زمانی (تایمر) و انواع آن:

یکی از وسایل فرمان دهنده ی مدارهای کنترل (اتوماتیک) تایمرها یا رله های زمانی هستند که وظیفه ی کنترل مدار را برای مدت زمان معین به عهده دارند. رله های زمانی در انواع مختلف ساخته می شوند.

الف) رله ی زمانی موتوری یا الکترومکانیکی

ب) رله ی زمانی الکترونیکی

ج) رله ی زمانی نیوماتیکی (با فشار هوا)

ت) رله ی زمانی بی متال یا حرارتی

ث) رله ی زمانی هیدرولیکی

رله ی زمانی موتوری یا الکترومکانیکی:

این نوع تایمر از یک موتور کوچک تشکیل شده است که از طریق چرخ دنده توسط دنده خارجی و تغذیه تایمر، موتورها دور ثابت به گردش در می آید و با گردش موتور، زمان تایمر شروع می شود.

پس از گردش به علت برخورد با زایده ی دیسک، متوقف می شود به میکروسوییچ داخلی فرمان می دهد و کنتاکت های تایمر عمل می کنند. به طور اتوماتیک قطع می شوند و موتور از کار می افتد . زمان وصل این رله ها از چند ثانیه تا به طور دائم قابل تنظیم است.

رله ی زمانی الکترونیکی:

از تایمرهای الکترونیکی برای تنظیم زمان های کمتر از ثانیه تا چندین ثانیه استفاده می شود. در ساختمان این تایمرها از مدارها و اجزای الکترونیکی استفاده شده است. در نوعی از این تایمرها با شارژ و دشارژ یک خازن بوبین یک رله ی کوچک تحریک می شود. اصول ساختمان تایمر الکترونیکی برمبنای  مدار RC (خازن مقاومت) است و بر حسب تاخیر زمانی استوار است. تنظیم این تایمرها بستگی به مقدار مقاومت سر راه خازن دارد. در ساه ترین نوع تایمر الکترونیکی در تایمر نوع فازی رله هنگامی وصل می شود که فازی شارژ شود. پس از وصل رله، بار ذخیره شده در خازن روی مقاومت که توسط کنتاکت باز رله به دو سر خازن وصل می شود تخلیه می گردد. در این نوع تایمر با تغییر ظرفیت خازن می توان زمان تایمرها را تنظیم کرد.

به طور کلی رله های زمانی را می توان به دو دسته تقسیم کرد :

1-رله های تاخیر در وصل (ON-DELAY): به رله هایی گفته می شود که باید به رله انرژی داده شود و سپس رله عمل کرده، کنتاکتی را باز یا بسته کند.مثل رله زمانی موتوری.

2- رله های تاخیر در قطع(OFF-DELAY): به رله هایی گفته می شود که بعد از قطع شدن انرژی عمل کرده، کنتاکتی را باز یا بسته کند، مانند رله ی زمانی نیوماتیکی.

رله ی زمانی نیوماتیکی (با فشار هوا):

در این تایمر از خاصیت ذخیره سازی و فشردگی هوا استفاده می شود. به این ترتیب که رله در موقع رها شدن خیلی راحت رها می شود وقتی که بوبین تحریک می شود، قسمت متحرک را جذب می کند، اهرم قطعه ای را که به شکل دم آهنگری است فشار خواهد داد. هوای داخل دم از طریق سوپاپ یک طرفه خارج می شود، وقتی که بوبین از تحریک خارج می شود فنر دم را منبسط کرده و دم از طریق سوپاپ تنظیم هوا پر می شود. سرعت انبساط دم در رابطه با پیچ تنظیم تفاوت می کند وقتی که دم به حالت عادی برگشت کنتاکت ها عمل می کنند بنابراین به وسیله ی میزان کردن پیچ تنظیم، عمل کردن کنتاکت ها را میتوان تغییر داد. کار این زمان سنج شبیه تایمر موتوری است با این تفاوت که زمان سنج موتوری پس از تنظیم و وصل بوبین آن به ولتاژ شروع به کار می کند. ولی زمان سنج نیوماتیکی پس از قطع بوبین آن از ولتاژ شروع به کار می کند.

رله ی زمانی حرارتی (تایمر حرارتی):

این نوع تایمر با استفاده از خاصیت بی متال کار می کند و در انواع رله حرارتی ذوب شونده، رله ی حرارتی بی متال و رله ی حرارتی منعکس کننده میله ای ساخته می شود. زمانی که جریان از بی متال عبور می کند ، بی متال گرم می شود و پس از مدتی در اثر تغییر شکل عمل کرده مدار را قطع یا وصل می کند. دقت این نوع تایمر زیاد نیست و آب و هوای محیط بر روی آن تاثیر می گذارد.

رله ی زمانی هیدرولیکی:

در این رله از سیستم هیدرولیکی جهت تاخیر در مدار استفاده می شود، طرز کار آن طوری است که وقتی جریان برق به رله وصل می شود مقداری روغن در داخل ان جا به جا می گردد، برای بازگشت روغن به محل اولیه زمانی لازم است که این زمان را به عنوان زمان تایمر در نظر می گیریم. این رله ها در مدارهای مختلف کاربرد دارند.

ترموستات:

ترموستات نوعی رله ی حرارتی است که در مقابل درجه حرارت محیط حساس بوده و عمل می کند. این وسیله در دستگاه های مختلف صنعتی دارای کاربرد فراوان است. ترموستات وظیفه ی تعادل حرارتی دستگاه را به عهده دارد. در صورتی که حرارت از حد تنظیمی فراتر رود، کلید عمل کرده یک کنتاکت باز را می بندد و یا کنتاکت بسته ای را باز می کند. از ترموستات بیشتر در وسایل حرارتی و برودتی مانند شوفاژ ، یخچال و چیلر استفاده می شود.