کاربرد رله در تهویه مطبوع، ماشین لباسشویی و یخچال

آیا تا به حال یک "کلیک" مشخص درست قبل از روشن شدن کولر گازی یا شروع زمزمه کردن یخچال شما شنیده اید؟ این صدا لحظه ای را نشان می دهد که کنترل با قدرت روبرو می شود.

این صدا یک رله کار می کند.

رله صرفاً یک کلید برقی است. از مقدار کمی جریان الکتریکی برای کنترل مداری استفاده می کند که توان بسیار بیشتری را حمل می کند.

با استفاده از انگشت خود برای چرخاندن یک کلید کوچک روی پانل کنترل تصویر کنید. این اقدام کوچک، نورافکن های عظیم را برای کل استادیوم روشن می کند. رله به همین صورت عمل می کند.

این ایده اولیه وسایل مدرن را به حرکت در می آورد. استفاده از رله ها در تهویه مطبوع، ماشین لباسشویی و یخچال نشان می دهد که چگونه کنترل هوشمند رله لوازم خانگی واقعاً کار می کند.

رله چیست؟

رله در اصل یک کلید الکترومغناطیسی است. یک مدار کم توان- یک سیم پیچ کوچک را انرژی می دهد. این یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

میدان مغناطیسی یک قطعه فلزی به نام آرمیچر را می کشد. این باعث می‌شود که{1}مخاطبین با قدرت بالا بسته یا باز شوند. نتیجه تکمیل یا شکستن یک مدار مجزا-قدرت بالاست.

چرا آنها مهم هستند

وسایل مدرن از بردهای کنترل الکترونیکی حساس به عنوان "مغز" خود استفاده می کنند. این مدارها با ولتاژ پایین کار می کنند. آنها نمی توانند نیروی عظیم مورد نیاز قطعاتی مانند کمپرسورها و موتورهای-«عضله» را تحمل کنند.

رله ها این شکاف مهم را پر می کنند. آنها اجازه می‌دهند که-مغز با قدرت کم، با خیال راحت عضله-قدرت بالا را فرمان دهد.

نگاهی اجمالی به داخل

ما بررسی خواهیم کرد که چگونه رله ها عملیات پیچیده را در مهمترین لوازم خانگی شما مدیریت می کنند. از راه اندازی قدرتمند یک سیستم تهویه مطبوع گرفته تا رقص دقیق ماشین لباسشویی و چرخه های دقیق یخچال، رله ها قهرمانان گمنامی هستند که همه کار را انجام می دهند.

قلب خنک: رله های HVAC

سخت ترین کار برای هر رله در خانه شما احتمالاً داخل یونیت بیرونی سیستم تهویه مطبوع مرکزی شما است. رله کمپرسور تهویه مطبوع که اغلب کنتاکتور نامیده می شود، مقدار زیادی توان مورد نیاز برای شروع خنک سازی را کنترل می کند.

راه اندازی کمپرسور{0}قدرت بالا

راه اندازی یک موتور کمپرسور مانند روشن کردن یک لامپ نیست. به یک موج عظیم و فوری از قدرت به نام جریان هجومی نیاز دارد.

این جریان شروع که گاهی اوقات آمپرهای روتور قفل شده (LRA) نامیده می شود، چندین برابر بیشتر از چیزی است که کمپرسور هنگام کار از آن استفاده می کند.

به عنوان مثال، یک کمپرسور خانگی معمولی 3 تنی ممکن است در طول کارکرد عادی از 15 آمپر استفاده کند. اما LRA آن می تواند برای لحظه کوتاهی که طول می کشد تا شروع به حرکت کند به بیش از 90 آمپر بپرد.

یک سوئیچ معمولی با این افزایش جوش بسته می شود یا از بین می رود. رله کمپرسور به طور ویژه ساخته شده است تا هزاران بار در طول عمر خود با این استرس الکتریکی مقابله کند.

راه حل رله HVAC

این فرآیند یک توالی ساده و زیبا از کنش الکتریکی و مغناطیسی است. این قلب کنترل رله لوازم خانگی در سیستم های خنک کننده است.

منطق کنترل از ترموستات داخلی شما شروع می شود. وقتی تنظیم دما را پایین می‌آورید، ترموستات یک سیگنال ولتاژ پایین، معمولاً 24 ولت AC، به واحد بیرونی ارسال می‌کند.

این سیگنال 24 ولت مستقیماً به سیم پیچ رله می رود. سیم پیچ پر انرژی فورا یک میدان مغناطیسی قدرتمند ایجاد می کند.

این میدان مغناطیسی یک پیستون یا آرمیچر را می کشد. از نظر فیزیکی تماس‌های-ولتاژ بالا را می‌بندد. این همان "کلیک" بلندی است که از واحد بیرونی می شنوید.

با بسته شدن کنتاکت ها، مدار کامل می شود. برق ولتاژ بالا، معمولاً 240 ولت، اکنون می تواند مستقیماً به موتور فن کمپرسور و کندانسور جریان یابد. چرخه خنک کننده شروع می شود.

این توالی به چهار مرحله کلیدی تقسیم می شود:

سیگنال 24 ولت ترموستات برای خنک کردن تماس می گیرد.

سیم پیچ رله انرژی می گیرد → یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود.

ولتاژ بالا{0}مخاطبین بستن → صدای "کلیک" شنیده می شود.

کمپرسور برق دریافت می کند ← چرخه خنک کننده شروع می شود.

نقش حفاظتی رله

یک رله کمپرسور چیزی بیش از روشن کردن سیستم را انجام می دهد. همچنین کلید مدارهای حفاظتی سیستم است.

رله ها با محافظ اضافه بار کار می کنند. اگر کمپرسور خیلی داغ شود یا برای مدت طولانی جریان زیادی بکشد، یک سنسور اضافه بار جداگانه خاموش می شود. این سیگنال 24 ولت را به سیم پیچ رله قطع می کند. سیم پیچ برق را از دست می دهد، فنرهای کنتاکت ها باز می شوند و برق کمپرسور فورا قطع می شود. این از آسیب های عمده جلوگیری می کند.

برخی از سیستم‌های پیشرفته نیز از رله‌های تأخیر زمانی-استفاده می‌کنند. این رله‌های ویژه از راه‌اندازی مجدد سریع کمپرسور پس از خاموش شدن جلوگیری می‌کنند. این مکث باعث می شود فشار در خطوط مبرد متعادل شود. فشار روی کمپرسور را در راه اندازی بعدی کاهش می دهد و عمر آن را تا حد زیادی افزایش می دهد.

راز چرخه چرخش: رله های شستشو

توانایی ماشین لباسشویی برای تغییر چرخش آرام،-به عقب و-به چرخش با سرعت بالا-یک جهت- مهندسی شگفت انگیزی است. این امر با استفاده هوشمندانه از رله ها ممکن شده است.

اقدام تحریک

برای تمیز کردن لباس ها، سبد و همزن باید در هر دو جهت حرکت کنند. این عمل غلت خوردن باعث می شود آب و مواد شوینده از همه جهات به پارچه ها برسد.

یک موتور ساده که فقط یک طرف می چرخد ​​نمی تواند این کار را انجام دهد. سیستم کنترل ماشین به روشی برای معکوس کردن جهت موتور در صورت نیاز نیاز دارد. این کار را با استفاده از رله انجام می دهد.

طراحی مدار معکوس

بخش هوشمندانه این عمل یک مدار معکوس موتور است. معمولاً از دو رله (یا یک رله پیچیده تر با چندین مجموعه از کنتاکت ها) استفاده می کند.

یک رله باعث می شود موتور در جهت عقربه های ساعت بچرخد (CW). دیگری برای چرخش خلاف جهت عقربه‌های ساعت (CCW)-است. عنصر کلیدی طراحی اینترلاک است.

اینترلاک یک ویژگی ایمنی است که در منطق سیم کشی تعبیه شده است. روشن شدن همزمان هر دو رله را غیرممکن می کند.

تلاش برای برق انداختن یک موتور در هر دو جهت به طور همزمان باعث ایجاد یک اتصال کوتاه مستقیم می شود. این کار بلافاصله سیم پیچ های موتور و احتمالاً برد کنترل را از بین می برد.

اینترلاک مانع از این می شود. مدار فعال‌سازی رله جهت عقربه‌های ساعت از طریق کنتاکت‌های "معمولا بسته" (NC) رله ضد-جهت عقربه‌های ساعت و برعکس می‌گذرد.

هنگامی که سیم پیچ رله خاموش است، کنتاکت های بسته به طور معمول جریان الکتریکی را هدایت می کنند. هنگامی که سیم پیچ رله برق می گیرد، این کنتاکت ها باز می شوند.

بنابراین اگر برد کنترل اصلی سیگنالی برای روشن شدن رله جهت عقربه های ساعت ارسال کند، سیم پیچ آن برق می گیرد. از آنجایی که کنتاکت های "معمولا باز" آن برای تغذیه موتور نزدیک می شوند، کنتاکت های "معمولا بسته" آن همزمان باز می شوند. این امر مسیر مدار را به سیم پیچ رله در جهت عقربه های ساعت معکوس می کند. این تضمین می کند که حتی به طور تصادفی نمی تواند روشن شود.

این منطق زیبا و بدون خطا برای کنترل ایمن موتور ضروری است.

از تایمر تا لیوان

سکانس کامل توسط برد کنترل اصلی هدایت می شود. در طول چرخه شستشو، برد پالس های کوتاه و متناوب قدرت را به رله CW و سپس رله CCW ارسال می کند. این حرکت عقب و جلو را ایجاد می کند.

هنگامی که چرخه چرخش شروع می شود، برد کنترل یک سیگنال ثابت فقط به یک رله (معمولا رله CW) ارسال می کند. این کار موتور را در یک جهت چرخش قفل می کند. سپس می تواند سرعت خود را افزایش دهد و آب را از لباس خارج کند.

نگهبان زنجیره سرد: رله های یخچال

یخچال یک سیستم نیست، بلکه دو سیستم است: یک سیستم خنک کننده و یک سیستم یخ زدایی. این دو سیستم باید کاملاً با هم کار کنند، اما هرگز در یک زمان. رله ها قطعات کلیدی هستند که این هماهنگی مهم را تضمین می کنند.

وظیفه اصلی: شروع رله

مانند کولر گازی، کمپرسور یخچال برای شروع به یک ضربه قوی نیاز دارد. این کار رله استارت است.

بسیاری از یخچال‌های مدرن از نوع خاصی از رله حالت جامد به نام رله PTC (ضریب دمای مثبت) استفاده می‌کنند. قطعات متحرک ندارد.

رله PTC یک دیسک سرامیکی کوچک با ویژگی منحصر به فرد است. مقاومت الکتریکی آن در زمان سرد بسیار کم است، اما در هنگام گرم شدن، تیراندازی می کند.

هنگامی که ترموستات نیاز به خنک سازی دارد، برق به سمت کمپرسور جریان می یابد. رله PTC از آنجایی که سرد است، اجازه می دهد تا جریان را برای کسری از ثانیه از طریق آن به سمت "سیم پیچی شروع" موتور عبور دهد. این قدرت اضافی مورد نیاز برای راه اندازی را می دهد.

این جریان جریان بلافاصله دیسک PTC را گرم می کند. در کمتر از یک ثانیه، مقاومت آن به قدری بالا می‌رود که به طور موثر جریان سیم‌پیچ شروع را قطع می‌کند. "پیچ سیم پیچ" همچنان به نیرو می رسد و کمپرسور را روان نگه می دارد.

هماهنگ کننده اصلی: تایمر یخ زدایی

قهرمان گمنام منطق یخچال، تایمر یخ زدایی است. این بخش اساساً یک ساعت چرخشی آهسته است که به عنوان کنترل کننده اصلی برای کل دستگاه عمل می کند.

تایمر یخ زدایی فقط دو حالت دارد. بیشتر وقت خود را-معمولاً 8 تا 12 ساعت-در حالت "خنک کردن" می‌گذراند. سپس برای مدت کوتاهی، معمولاً 20 تا 30 دقیقه، به حالت "یخ زدایی" تغییر می کند.

در طول چرخه خنک کننده، تایمر برق را به ترموستات کنترل دما می فرستد. اگر ترموستات حس کند کابینت خیلی گرم است، بسته می شود. این اجازه می دهد تا برق به رله شروع کمپرسور و موتور فن اواپراتور جریان یابد. یخچال در صورت نیاز خنک می شود.

هنگامی که ساعت داخلی تایمر تصمیم می گیرد زمان یخ زدایی فرا رسیده است، به طور مکانیکی کنتاکت های خود را تغییر می دهد. این عمل واحد دو کار مهم را همزمان انجام می دهد.

ابتدا خط برقی که به مدار ترموستات و کمپرسور می رود را به طور کامل قطع می کند. این تضمین می کند که سیستم خنک کننده نمی تواند در طول چرخه یخ زدایی کار کند.

دوم اینکه همزمان برق را به مدار گرمکن یخ زدایی می فرستد. این عنصر حرارتی واقع در نزدیکی کویل های اواپراتور را تغذیه می کند. یخبندان ایجاد شده را ذوب می کند و در غیر این صورت جریان هوا را مسدود می کند و راندمان خنک کننده را کاهش می دهد.

این هماهنگی را می توان در یک چرخه 12 ساعته مشاهده کرد:

ساعت 0-11.5 (حالت خنک کننده): برق در دسترس کمپرسور است. کمپرسور بر اساس آنچه که ترموستات برای حفظ دما نیاز دارد روشن و خاموش می شود.

ساعت 11.5-12 (حالت یخ زدایی): برق کمپرسور قطع است. برق به بخاری یخ زدایی می رود. کمپرسور و فن ها خاموش هستند و یخچال بی صدا است در حالی که بخاری یخ زدگی را آب می کند.

این توضیح می دهد که چرا گاهی اوقات به نظر می رسد یخچال شما برای مدت طولانی خاموش است، حتی اگر دمای داخل آن اندکی افزایش یابد. این به سادگی روال یخ زدایی ضروری و از پیش برنامه ریزی شده- خود را انجام می دهد.

ساخته شده برای ماندگاری: خواسته های زیست محیطی

همه رله ها یکسان نیستند. محیط خاص داخل یک دستگاه، خواسته های منحصر به فردی را برای طراحی رله ایجاد می کند. این شامل همه چیز از بسته بندی فیزیکی تا استقامت الکتریکی آن می شود. سازندگان باید قطعاتی را انتخاب کنند که بتوانند سالها در برابر گرما، رطوبت و لرزش دوام بیاورند.

رطوبت و آلاینده ها

داخل ماشین لباسشویی یا یخچال محیطی خشن است. رطوبت بالا ثابت است. ذرات معلق در هوا مانند گرد و غبار یا باقی مانده مواد شوینده رایج هستند.

این آلاینده ها می توانند در داخل یک رله با محافظت ضعیف نفوذ کنند. آنها باعث خوردگی سیم پیچ های ظریف سیم پیچ یا کنتاکت های کلیدزنی می شوند. خوردگی منجر به مقاومت بالا، گرمای بیش از حد و در نهایت خرابی می شود.

راه حل در بسته بندی رله است. در حالی که برخی از رله‌های همه منظوره از روکش‌های ضد گرد و غبار ساده استفاده می‌کنند، رله‌های درجه یک دستگاه اغلب از طراحی بهتری استفاده می‌کنند: بسته‌بندی پلاستیکی مهر و موم شده یا اپوکسی{5}}.

در یک رله مهر و موم شده، کل مکانیسم داخلی به طور کامل در یک بلوک جامد از پلاستیک یا رزین اپوکسی محصور شده است. این یک مانع غیر قابل نفوذ ایجاد می کند. این رله را در برابر رطوبت و آلاینده ها ایمن می کند و خدمات طولانی و قابل اعتماد را در شرایط مرطوب تضمین می کند.

لرزش و شوک

کمپرسورها و موتورها فقط کار نمی کنند. آنها ارتعاش می کنند. راه اندازی یک کمپرسور یک تکان را از طریق سیستم ارسال می کند. چرخه چرخش با سرعت بالا-ماشین لباسشویی لرزش ثابت و قابل توجهی ایجاد می کند.

این استرس مکانیکی می تواند یک رله ضعیف را از بین ببرد. این می تواند باعث "گفتگوی تماس" شود، جایی که مخاطبین پرش می کنند و قوس می شوند. یا می تواند منجر به شکستن قطعات داخلی در طول زمان شود.

رله های طراحی شده برای این کاربردها ساختار قوی دارند. آنها ساختارهای داخلی را تقویت کرده اند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که به طور ایمن نصب شوند، یا محکم به یک برد مدار چاپی (PCB) لحیم شوند یا مستقیماً به قاب دستگاه پیچ شوند تا در برابر لرزش مداوم مقاومت کنند.

استرس الکتریکی

هر بار که رله یک موتور را روشن می کند، کنتاکت های آن با فشار الکتریکی شدید مواجه می شوند. جریان هجومی در سیستم تهویه مطبوع یا یخچال، با بسته شدن کنتاکت ها، قوس الکتریکی قابل توجهی ایجاد می کند.

خاموش کردن یک بار القایی مانند یک موتور همچنین یک افزایش ولتاژ "باز{0}}EMF" ایجاد می کند. این باعث ایجاد قوس دیگری با باز شدن مخاطبین می شود. هر قوس مانند یک صاعقه کوچک است که مقدار میکروسکوپی از مواد تماس را تبخیر می کند.

در طول هزاران چرخه، این فرسایش می تواند تماس ها را تا زمانی که از کار بیفتد، از بین ببرد. راه حل دارای دو بخش است: رتبه بندی عمر الکتریکی و مواد تماس.

رله ها برای یک "عمر الکتریکی" خاص، مانند 100000 سیکل در یک بار مقاومتی 30 آمپر رتبه بندی می شوند. سازندگان رله‌ای را انتخاب می‌کنند که طول عمر آن بسیار بیشتر از تعداد چرخه‌های مورد انتظار در طول عمر دستگاه است.

خود مواد تماس نیز حیاتی است. به‌جای مس خالص، رله‌های دستگاه با استرس بالا از آلیاژهای نقره پیشرفته مانند اکسید قلع نقره (AgSnO2) استفاده می‌کنند. این ماده در برابر فرسایش قوس الکتریکی و انتقال مواد بسیار مقاوم است. این تضمین می کند که مخاطبین برای سال ها خدمات تمیز و رسانا باقی می مانند.

شناخت علائم: عیب یابی

درک آنچه که رله ها انجام می دهند اولین گام است. تشخیص علائم خرابی رله مرحله بعدی است. این دانش می تواند به شما در تشخیص مشکل و برقراری ارتباط بهتر با یک تکنسین کمک کند.

علائم شایع شکست

خرابی های رله معمولاً به چند روش مشخص ظاهر می شوند.

یکی از علائم رایج این است که "کلیک" را می شنوید اما هیچ اقدامی انجام نمی دهید. برد کنترل سیگنال خود را ارسال می کند و سیم پیچ رله انرژی می گیرد، اما موتور یا کمپرسور روشن نمی شود. این اغلب به این معنی است که کنتاکت های داخلی آنقدر فرسوده یا سوخته اند که دیگر نمی توانند برق را هدایت کنند.

از سوی دیگر، ممکن است اصلاً «کلیک» نشوید. اگر قرار است قطعه روشن شود اما صدایی از رله نمی آید، ممکن است سیم پیچ داخلی آن سوخته باشد. دیگر نمی تواند میدان مغناطیسی برای بستن کنتاکت ها ایجاد کند.

یک علامت خطرناک تر، قطعه ای است که خاموش نمی شود. این بدان معنی است که کنتاکت های رله توسط یک قوس الکتریکی به یکدیگر جوش داده شده اند. آنها در موقعیت بسته گیر کرده اند و حتی زمانی که برد کنترل به آن می گوید متوقف شود، برق ثابتی را تامین می کنند.

همچنین ممکن است صدای پچ پچ یا وزوز سریع از رله بشنوید. این اغلب به مشکلی اشاره می کند که ولتاژ کنترل خیلی کم است و نمی تواند رله را محکم نگه دارد. یا می تواند نشانه ای از خرابی سیم پیچ رله باشد.

در نهایت، یک بازرسی بصری می تواند آشکار کننده باشد. علائم سوختگی آشکار، یک محفظه پلاستیکی ذوب شده یا متورم، یا بوی دود در اطراف رله نشانه‌های واضحی از خرابی بحرانی هستند.

یک ذهنیت تشخیصی

ما اغلب مواردی را می بینیم که کمپرسور یخچال راه اندازی نمی شود. اولین قدم همیشه این است که وقتی قرار است روشن شود با دقت گوش دهید.

اگر یک "کلیک" مشخص و به دنبال آن یک "وزوز" برای چند ثانیه شنیدید، سپس "کلیک" دیگری با خاموش شدن آن شنیدید، که به شدت نشان دهنده وجود مشکل در ترکیب رله شروع و محافظ اضافه بار است. احتمالاً خود کمپرسور معیوب نیست. این تست گوش دادن ساده می تواند در زمان تشخیصی بسیار صرفه جویی کند.

ایمنی باید همیشه در اولویت باشد. قبل از انجام هر گونه بازرسی یا آزمایش بصری، باید دستگاه را از منبع برق آن جدا کنید. ولتاژ بالا در داخل این ماشین ها وجود دارد و بسیار خطرناک است.

در حالی که شناسایی یک رله بد برای یک مشتاق DIY می تواند ساده باشد، جایگزینی آن می تواند پیچیده باشد. رله هایی که مستقیماً روی برد کنترل اصلی لحیم می شوند نیاز به ابزار و مهارت های خاصی دارند تا بدون آسیب رساندن به برد تعویض شوند. در این موارد بهتر است کار به تکنسین ماهر سپرده شود.

نتیجه گیری: نقش ضروری

از نیروی بی رحم مورد نیاز برای راه اندازی یک تهویه مطبوع گرفته تا هماهنگی پیچیده و زمان‌بندی شده در داخل یخچال، رله‌ها اجزای کلیدی هستند که فرمان‌های کم قدرت- را به عملکرد پرقدرت تبدیل می‌کنند.

آنها جریان های هجومی عظیم را در سیستم های HVAC کنترل می کنند. آنها منطق معکوس موتور هوشمندانه را در ماشین لباسشویی اجرا می کنند. آنها به عنوان هماهنگ کننده اصلی برای چرخه های خنک کننده و یخ زدایی در یخچال ها عمل می کنند.

آنها بسیار بیشتر از سوئیچ های ساده هستند. کاربرد رله در وسایل مدرن نشان دهنده طراحی هوشمند، کارآمد و ایمن الکتریکی است.

این اجزای فروتن و پنهان برای کارایی، ایمنی و طول عمر ماشین هایی که ما هر روز به آنها وابسته هستیم ضروری هستند. آنها توانمندسازهای آرام راحتی مدرن هستند.

دلیل صفر شدن ولتاژ خروجی پس از بسته شدن رله چیست؟

راه حل و پیشگیری از چسبندگی تماس رله - راهنمای کامل 2025

نقش رله ها در سیستم های روشنایی خودرو توضیح داده شد

قطعات جعبه رله خودرو ضد آب که باید بدانید