معلومات عامة عن الترانزيستورات

 

كل ماتود معرفته حول الريلاي الكهروميكانيكية Relay

السلام عليكم ورحمة الله زوار ومتتبعوا مدونة جوابك في هذا المقال سوف نخصص الحديث عن عنصر مهم جداً فى الدوائر الإلكترونية وهو الريليه  Relay 

أولا وقبل كل شيء لنقم بتقديم تعريف مختصر ل الريليه

الريليه الكهروميكانيكية 

يُعد الريليه أحد أهم العناصر الكهربية في الدوائر الإلكترونية وهو عباره عن مفتاح ميكانيكي يتم التحكم فيه كهربيا عن طريق جهد يُطبق على الملف الموجود بداخله.

هذا العنصر يعتبر عنصراً استطاعياً أكثر من كونه عنصراً الكترونياً، بالرغم من وجود عناصر تسمى (Relay Mini ) تركب على الدارات الإلكترونية، وهو يتوفر بأحجام متعددة واستطاعات مختلفة تبدأ من 1Amp وحتى 60Amp ، ولها دور كبير في الدارات الصناعية في حال كونها يمكن أن تحل محل الكونتاكتور الذي يصدر أصواتاً عالية عند الفتح والإغلاق.

ومن اكثر استخداماتها في الدارات الإلكترونية، وهو قيادة مرحلة الخرج النهائي من خلال التحكم بالجهد المطبق على ملف الريليه باستخدام ترانزستور صغير لا يتجاوز تياره 1Amp . 

لكنه يجب الانتباه أن الريليه تستغرق زمناً بأجزاء الميلي ثانية حتى تستجيب للوصل والفصل، وهذا الزمن ناتج عن عطالتها الميكانيكية، لذا لا يمكننا استخدامها في التطبيقات التي تحتاج إلى سرعات عالية، حيث يستعاض عنها بالثايرستورات الاستطاعية أو الترياكات أو المفاتيح السليكونية. 

وتنتشر في التطبيقات الصناعية: في دارات المنظمات الكهربائية وأجهزة الـ PLC ودارات المصاعد والأبواب الكهربائية والعديد من التطبيقات الأخرى... 

بالإضافة لكونها تتوفر بتيارات متعددة، هي أيضاً تتوفر بجهود تحكم متعددة أيضا وهي جهود نظامية عالمية: 

6V , 9V , 12V , 15V , 24V , 36V , 48V , 60V , 220V .. 

بعض أشكالها المستخدمة في التطبيقات الصناعية..

مبدا عمل الريليه

لفهم طريقة عمل الريليه انظر إلى الشكل التالي: 

لو افترضنا أن هناك ذراعاً معدنيا مستقر في وضعه الطبيعي على محور وافترضنا أن هذا الذراع يمكنه التحرك بحرية على هذا المحور فماذا سيحدث عندما نقرب مغناطيساً إلى هذا الذراع ؟

لاشك أن الذراع سيتحرك إلى الأسفل باتجاه المغناطيس مما يجعل طرفه الآخر يلامس النقطة الحمراء وبذلك يكون هناك اتصال بين النقطة الحمراء والذراع. 

هذه ببساطة هي طريقة عمل الريليه. وبشكل أعمق، يوضح الشكل التالي رسماً تفصيلياً للبنية الداخلية للريليه حيـث أنـه عنـدما يـتم تغذيـة الملف المغناطيسي (المتواجد بداخل الريليه) فإن الذراع الذي يحمل التماس المتحرك سـوف ينجـذب ويلامـس التمـاس الثابـت مؤديـاً إلـى وصـل الـدارة، 

وعندما يفقد الملف تهييجه ئؤثر قوة النابض العكسية على الذراع وتعيده إلى وضعيته الأساسية. 

أجزاء الريليه 

 يتكون الريليه من جزئين رئيسيين وهما: 

 الملف المغناطيسي: ومثلناه سابقاً بالمغناطيس. ولكن بدلاً من المغناطيس العادي فإن الريليه يستخدم المغناطيس الكهربائي وهو عبارة عن قطعة حديدية ملفوف حولها سلك. فعندما نمرر تياراً كهربائياً في السلك يتكون مجال مغناطيسيا وتتحول القطعة الحديدية إلى مغناطيس. 

 المفتاح ومثلناه سابقا بالذراع في وضعيه الطبيعي: غير ملامس، والآخر وملامس (فهو موصل). فعند ما يمر تيار ثابت في الملف و يبدأ المغنا طيس الكهربائي بالعمل ينجذب الذراع المعدني إلى الأسفل وتكتمل الدائرة فيبدأ التيار في السريان إلى الدائرة

أنواع الريليه 

هناك أنواع مختلفة من الريليهات تصنف حسب عدد نقاط التلامس وعدد حوامل التماسات. فعدد حوامل التماسات يحدد عدد ما يسمى بالأقطاب وعدد نقاط التلامس يحدد ما يسمى بالتحويلات، وأهم هذه الأنواع:

•  الريليه ذو القطب الواحد والتحويلة الواحدة (SPST( في هذا الريليه يكون هناك ذراع واحدة (أي قطب واحد) وتكون لهذا الذراع نقطة واحدة للتلامس.
•  الريليه ذو القطب الواحد والتحويلتين (SPDT( في هذا الريليه تكون هناك ذراع واحدة (قطب واحد) ولها نقطتين للتلامس تكون مرتبة بحيث عندما يتحرك الذراع تقوم إحدى النقاط بالتوصيل بينما تكون النقطة الأخرى في وضع الفصل.
•  الريليه ذو القطبين والتحويلة الواحدة (DPST( في هذا الريليه يوجد هناك ذراعان تتحرآان بنفس الوقت و لكل ذراع نقطة تلامس واحدة.
•  الريليه ذو القطبين وتحويلتين (DPDT( في هذا الريليه يكون هناك ذراعان تتحرآان بنفس الوقت ولكن لكل ذراع نقطتي تلامس.

مهما تكن الفكرة بسيطة، فإنها لا تترسخ إلا بالعيان، لذا أدرج فيما يلي بعضاً من نمازج الريليـه المـستخدمة فـي التطبيقات الإلكترونية والصناعية استخدام الريليه في تطبيقات دارات التحكم آمفاتيح خرج (Inverter , PLC ....( 

لقد ذكرنـا فـي بدايـة الفقـرة، أن الريليـه لا تقتـصر فقـط علـى التطبيقـات البـسيطة، وإنمـا تتعـدى بكونهـا عنـصراً يستخدم في لوحات التحكم الصناعية كأداةٍ لحماية الأحمال الكهربائية من أخطار زيادة تيار التحميل.

 تتوفر هذه الريليه بتيارات قياسية متعددة (Amp 250 to 6 (وتكون قابلة للمعايرة في زمن الفـصل عنـد زيـادة تيـار الحمل، وتيار الفصل الذي يجب أن تفصل الريليه عنده بعد انقضاء زمن الفصل. فمثلاً: لدي محرك ضاغط لسحب المياه من البئر، استطاعته ١٠ أحصنة أي Watt 7360=10x736 يعمل على توتر ثلاثي الطور 380V بتردد 50HZ وعمل استطاعة 87.0 . والمطلوب: حماية هذا المحرك من خطر التحميل الزائد للمحرك الذي يمكن أن ينجم إما عن انخفاض جهد التغذية أو زيادة الحمل على محور المحرك وأمور أخرى.. الحل: الأمر بسيط جداً!! يجب أن نختار عنصر الريليه بحيث يكون تيارها قريباً من تيـار المحـرك مـع العلـم أن الـشرآات المـصنعة قـد أخـذت بعين الاعتبار استطاعات المحرآات القياسية المصنعة من قبل شركات المحرآات.

 إن تيار المحرك يمكن حسابه من العلاقة التالية: 

هذا هو التيار الاسمي للمحرك، ولكن ما هو التيار الذي يجب أن تفصل عنده الريليه (تيار الحمل الزائد)!!؟؟ 

إن تيار الحمل الزائد حسب المقاييس العالمية يمكن اعتباره مقبولاً عندما تكون نسبته (%10 to% 5 (+أما فـوق هذا المجال فيعتبر غير مقبول. لذا يجب أن تتحقق المعادلة التالية: Ik =1.3× IL حيث أن Ik هو تيار الحمل الزائد الذي يجب معايرة الريليه عليه، وIL هو تيـار الحمـل المحـسوب سـابقاً، وبالتـالي يكون تيار الفصل للريليه : Ik= 1.2 x 7.42 = 9.65 A ولكن بقي أن نحدد الزمن الذي يجب أن تفصل عنده الريليه عند استمرار زيادة التيار . 

إن هذا الزمن يتراوح عادةُ بين دقيقة واحدة ١٥ دقيقة، وأيضاً هو متعلق بتيـار الحمـل الزائـد حيـث كلمـا ازداد تيـار الحمل ازداد تمدد الصفيحة المعدنية للمزدوجة الحرارية الموجودة في داخل الريليه التي يقوم عليها مبدأ العمل. لذا نقوم باختيار ريليه لها مجال تيار (Amp 12 to 8 (وهي قياسية ونعاير الزمن على 10 دقائق وسطياً. 

ولكن عند فصل الريليه بسب زيادة الحمل ماذا نفعل !!؟؟ 

إن هذه الريليه لها وضعيتين (المفتاح الأزرق على الرسم):

•   الوضعية الأولى (Hand :(حيث لا تعود الريليه إلى الوصل إلى بعد ضغط الزر الأحمر . 
• الوضعية الثانية (Auto :(حيث تعـود الريليـه إلـى الوصـل أوتوماتيكيـاً بعـد زوال التيـار الزائـد بفتـرة اسـتعادة المزدوجة لدرجة الحرارة الطبيعية لها. 

الأشكال التالية توضح أنواع الريليه المستخدمة لحماية التجهيزات الصناعية (محرآات – ضواغط – مـصاعد ..) مـن أخطار التحميل الزائد.. 

حالياً أصبحت هناك ريليه إلكترونية، يمكن معايرتها بدقة آبيرة وتعطـي التيـارات علـى الحمـل مـن خـلال محـولات تسمى بمحولات الشدة تكون آوسيط بين العنصر والحمل يمر من خلالها سلك التغذية الرئيسي للحمل . 

ادن الى هنا نصل الى نهاية عذا المقال نلقلاكم في موضوع اخر ...