تفاوت رله هیبریدی و القایی

معرفی رله های هیبریدی و القایی و تفاوت آنها

رله یک وسیله الکتریکی است که یک مدار را با توجه به تغییر پارامتر های فیزیکی مانند ولتاژ، جریان، دما، سرعت یا زمان، روشن یا خاموش می کند. وظیفه اصلی رله ها حفاظت و کنترل جریان در مدار است. اگرچه رله ها انواع زیادی دارند، اما معمولا به دو دسته رله حفاظتی و رله کنترل تقسیم می شوند. رله های رایج شامل رله الکترومکانیکی، رله حرارتی، رله جامد، رله الکترومغناطیسی، رله زمان، رله دما و رله سرعت می باشند. رله های هیبریدی در واقع ترکیبی از دو یا چند رله هستند که موجب افزایش کارایی رله ها می گردد. رله های هیبریدی معمولا ترکیبی از رله های جامد و رله های الکترومکانیکی می باشند. ما در این مقاله به بررسی تفاوت رله هیبریدی و القایی می پردازیم. اما نیاز است قبل از آن با هر دو این رله ها به طور مختصر آشنا شویم. با ما همراه باشید.

معرفی رله های هیبریدی و اساس کار آنها

همانطور که گفته شد، برای بررسی تفاوت رله هیبریدی و القایی نیاز به شناخت اجزا و کارکرد هر یک از آنها است. رله های هیبریدی ترکیبی از دو رله الکترومکانیکی و جامد هستند که مزیت هر دو رله را دارند. رله های الکترومکانیکی کلاسیک مزیت قابل توجهی نسبت به رله های حالت جامد دارند. رله‌های حالت جامد به دلیل ولتاژ افزایشی، به طور دائم گرما تولید می‌کنند که باید توسط هیت سینک در جریان‌های بالاتر دفع شود. در حالی که رله های الکترومکانیکی دارای مقاومت تماس بسیار کمی هستند و بنابراین به ندرت اتلاف گرمایی ایجاد می‌کنند. رله های حالت جامد به ضربه و لرزش حساس نیستند و نقاط قوت آنها بیش از همه در فرآیندهای روشن و خاموش کردن مدار نهفته است. این نوع رله ها بدون پرش، بدون قوس الکتریکی، بدون سایش مکانیکی بوده و در نتیجه عمر مفید الکتریکی بالایی دارند. رله هیبریدی مزایای هر دو نوع رله را به صورت ترکیبی دارد.

هنگامی که رله هیبریدی روشن می شود، حالت جامد ابتدا در تقاطع صفر ولتاژ متناوب سوئیچ می کند. چند میلی ثانیه بعد، رله الکترومکانیکی جریان پیوسته را می گیرد و باعث جلوگیری از اتلاف توان در مدار به صورت گرما می شود. هنگامی که رله خاموش می شود، ابتدا جریان از رله به حالت جامد منتقل شده و سپس با جریان صفر خاموش می گردد. به این ترتیب ولتاژها و جریان های موج در مدار به حداقل می رسند و حداقل تداخل الکترومغناطیسی ایجاد می شود.

معرفی رله القایی

رله های نوع القایی بیشتر برای حفاظت خطوط انتقال و تجهیزات استفاده می شوند. رله‌های القایی از دیسک‌های آلومینیومی محوری تشکیل شده‌اند که در دو میدان مغناطیسی متناوب با فرکانس مشابه، در زمان و مکان جابه‌جا می‌شوند. به طور کلی دو نوع رله القایی وجود دارد که با نام های رله القایی دیسکی و رله القایی فنجانی شناخته می شوند. به رله‌های القایی رله‌های بزرگ نیز می‌گویند. این رله‌ها بر اساس اصل موتور القایی یا انرژی‌سنج کار می‌کنند. در این رله‌ها، یک دیسک فلزی اجازه چرخش بین دو آهن‌ربا را دارد و سیم پیچ های آهنرباهای الکتریکی با کمک جریان های متناوب انرژی تولید می کنند.

تفاوت رله هیبریدی و القایی بر اساس عملکرد

پس از معرفی مختصر هر یک از رله ها، نوبت به بررسی تفاوت رله هیبریدی و القایی می رسد. همانطور که اشاره شد رله های القایی به عنوان رله های حفاظتی در سیستم های AC  و DC  استفاده می شوند. نیروی محرک در این نوع رله ها از طریق چرخش یک دیسک یا یک کاپ در یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. رله‌های القایی پرکاربردترین رله‌های حفاظتی هستند که به تنهایی برای مدارهای AC نیز استفاده می‌شوند. این رله ها بر اساس اصل ساده موتور القایی کار می کنند. نیروی محرک بر روی یک عنصر متحرک، که ممکن است یک دیسک یا شکل دیگری از روتور ( از جنس مواد غیر رسانای مغناطیسی مانند آلومینیوم) باشد، توسط برهمکنش شارهای الکترومغناطیسی با جریان‌های گردابی ایجاد می‌شود.

از جمله تفاوت رله هیبریدی و القایی در اجزای تشکیل دهنده و همچنین نحوه عملکرد آنهاست. مشخص شد که در رله های حالت جامد، توان بیشتری به صورت حرارت هدر می رود و یک رله الکترومغناطیسی دارای مشکل قوس تماسی است. برای رفع این ایرادات در رله های حالت جامد و الکترومغناطیسی، از رله هیبریدی استفاده می شود. در یک رله هیبریدی، هر دو رله EMR و SST به صورت موازی کار می کنند. دستگاه رله جامد، جریان بار را می گیرد و مشکل قوس تماسی را برطرف می کند. سپس سیستم کنترل سیم پیچ را در EMR فعال می کند و کنتاکت بسته می شود. این رله مشکل گرما را نیز کاهش می دهد. خانواده رله های هیبریدی برای استفاده در انواع مدارهای DC و AC طراحی شده اند. این رله ترکیبی از بهترین ویژگی های رله های الکترومکانیکی یعنی حداقل مقاومت در برابر تماس و همچنین ویژگی های رله جامد مانند سرعت زیاد و خاموش کردن جریان های بالا را دارد.

تفاوت رله هیبریدی و القایی بر اساس ساختار

از دیگر تفاوت رله هیبریدی و القایی، دسته بندی آنها به انواع مختلف است. رله های القایی بر اساس نوع روتوری که جریان القایی مغناطیسی را ایجاد می کند به دو نوع رله القایی دیسکی و رله القایی فنجانی تقسیم بندی می شوند. در این نوع رله ها، روتوری که برای ایجاد جریان القایی استفاده می شوند متفاوت بوده و به دو صورت دیسکی و کاپ وجود دارند. در حالی که جریان ایجاد شده در رله های هیبریدی از نوع القایی نبوده و از نوع جریان الکترومکانیکی است که از طریق دو نوع رله ایجاد می شود. 

از دیگر تفاوت رله هیبریدی و القایی می توان به نوع اتصالات آنها اشاره کرد. در رله های هیبریدی اتصال موازی در صورت استفاده از مقاومت های سریالی و افزایش جریان، قدرت سوئیچ کردن را افزایش می دهد. کنتاکت های هیبریدی دو برابر رله های سنتی، کنتاکت های نی یا کنتاکت های نیمه هادی قابل اطمینان هستند. کنتاکت های خروجی رله های هیبریدی را می توان به طریق متفاوت و همچنین به انواع مختلف رله متصل کرد.

تفاوت رله هیبریدی و القایی در نوع جریانی است که تولید می کنند. همچنین اجزای تشکیل دهنده آنها نیز با یکدیگر متفاوت است.