اگر تا به حال با سیستم‌های کنترل صنعتی، سیم‌کشی خودرو یا پروژه‌های برق دسته‌ای کوچک کار کرده‌اید، احتمالاً یک رله بدون دخالت دستی مدارهای سوئیچینگ قهرمان ناشناخته را روشن و خاموش می‌کند. برای هر کسی که به برق DC متکی است - به ویژه تنظیمات 12 ولت - رله 10 آمپری 12 ولت DC یکی از رایج ترین گزینه ها است که اندازه فشرده، هزینه و ظرفیت را برای کاربردهای ولتاژ پایین متعادل می کند. اما سوالی که هم برای طراحان جدید و هم برای تکنسین های باتجربه بارها مطرح می شود این است: چرا رله من تنها پس از چند دقیقه استفاده گرم می شود؟ این یک عیب نیست - این خود گرم شدن است، یک پدیده طبیعی و قابل اندازه گیری از این اجزا است، و درک آن برای انتخاب، نصب و نگهداری رله هایی که به طور قابل اعتماد برای پروژه شما کار می کنند، کلیدی است.
به‌عنوان تامین‌کننده رله‌های 12 ولت DC، من سال‌ها برای پاسخ دادن به سؤالات مربوط به خود گرمایشی وقت صرف کرده‌ام، و این موضوعی است که اغلب اشتباه درک می‌شود. برخی از افراد وقتی احساس می‌کنند که محفظه پلاستیکی رله در لمس گرم می‌شود، با این فرض که بیش از حد بارگذاری شده یا در شرف از کار افتادن است، وحشت می‌کنند. برخی دیگر کاملاً آن را رد می کنند و هرگز متوجه نمی شوند که خود گرمایش بیش از حد می تواند طول عمر قطعه را کوتاه کند، سیم کشی مجاور را کاهش دهد یا حتی در بدترین حالت منجر به فرار حرارتی شود. خبر خوب این است که خود گرمایشی قابل پیش بینی است و با زمینه مناسب، می توانید به جای ترس از آن، آن را مدیریت کنید.
ابتدا، بیایید توضیح دهیم که رله 10 آمپری 12 ولت DC در واقع چیست، زیرا این تعریف برای درک خود گرمایش آن بسیار مهم است. برخلاف سوئیچ مکانیکی که با دست می چرخانید، رله یک دستگاه الکترومکانیکی است: دارای یک سیم پیچ کم مصرف (معمولاً با یک ولتاژ مشخص، در این مورد 12 ولت DC) که در هنگام برق انداختن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. آن میدان مغناطیسی یک آرمیچر متحرک را می‌کشد که مجموعه‌ای از کنتاکت‌های الکتریکی را می‌سازد یا می‌شکند تا مداری با قدرت بالاتر در طرف دیگر سوئیچ کند. درجه بندی 10A به حداکثر جریان پیوسته ای اشاره دارد که طرف بار رله می تواند با خیال راحت حمل کند، در حالی که طرف سیم پیچ هنوز با ولتاژ 12 ولت تغذیه می شود. این یک تمایز کلیدی است: سیم پیچ، نه بار، منبع اصلی خودگرمایش برای اکثر رله های 12 ولت DC، از جمله انواع 10A که ما عرضه می کنیم، است.
بیایید یک بررسی سریع ریاضی انجام دهیم تا نشان دهیم چرا گرما در اینجا اجتناب ناپذیر است. سیم پیچ داخل یک رله 10 آمپری 12 ولت DC مقاومت الکتریکی خاصی دارد. برای یک سیم پیچ رله 12 ولت DC معمولی، این مقاومت معمولا بین 150 اهم تا 300 اهم است. با استفاده از قانون اهم (ولتاژ = جریان × مقاومت)، اگر 12 ولت DC را به سیم پیچ اعمال کنیم، جریانی که از آن عبور می کند ولتاژ ÷ مقاومت است. برای یک سیم پیچ 200 اهم، این 12 ولت ÷ 200Ω = 0.06 آمپر یا 60 میلی آمپر است. توان تلف شده توسط آن سیم پیچ با فرمول Power = Voltage × Current محاسبه می شود، بنابراین 12V × 0.06A = 0.72 وات. ممکن است کوچک به نظر برسد، اما تمام توان الکتریکی که برای انجام کار استفاده نمی شود (در این مورد، کشیدن آرمیچر) به گرما تبدیل می شود. این 0.72 وات زیاد به نظر نمی رسد، اما اگر این گرما نتواند به سرعت از بین برود، به مرور زمان دمای رله را افزایش می دهد.
اکنون، زمانی که رله با ولتاژ نامی خود کار می کند و هیچ باری را در سمت بار تغییر نمی دهد، این خودگرمایش پایه است. اگر شروع به تغییر بار نزدیک به درجه 10 آمپر رله کنید، لایه دیگری از گرما اضافه می شود. هر بار که کنتاکت‌های طرف بار مداری را ایجاد می‌کنند یا می‌شکنند، مقدار کمی قوس الکتریکی ایجاد می‌شود - جرقه‌ای الکتریکی که هنگام قطع جریان ایجاد می‌شود. این قوس الکتریکی گرمای اضافی ایجاد می کند، به خصوص اگر بار القایی (مانند یک موتور، سلونوئید یا آرایه LED با اصلاح ضریب توان) باشد تا مقاومتی (مانند بخاری). بارهای القایی می توانند باعث ایجاد قوس هایی شوند که دوام بیشتری دارند و گرمای بیشتری تولید می کنند، بنابراین یک رله 10 آمپری 12 ولت DC که بار القایی 10 آمپری را سوئیچ می کند، گرمتر از همان رله ای است که با بار مقاومتی 10 آمپری سوئیچ می کند.
دمای معمولی برای رله 10 آمپری 12 ولت DC خودگرمکن چقدر است؟ اینجاست که همه چیز کمی ظریف می شود، زیرا "گرمی در لمس" ذهنی است. استانداردهای صنعتی برای رله های همه منظوره، بسته به کلاس رله، حداکثر افزایش دمای مجاز بالاتر از محیط (دمای فضای اطراف رله) را بین 40 تا 50 درجه سانتیگراد تعیین می کند. به عنوان مثال، اگر دمای کارگاه شما 25 درجه سانتیگراد (دمای اتاق) باشد، یک رله معمولی 10 آمپری 12 ولت DC دمای سطحی بین 55 تا 75 درجه سانتیگراد در هنگام کار مداوم خواهد داشت. آنقدر داغ است که نباید بیش از چند ثانیه دست خود را روی آن بگذارید، اما نشانه شکست نیست. اگر دما از 80 درجه سانتیگراد بالاتر رفت، در آن زمان است که باید بررسی را شروع کنید - یا رله در حال بارگذاری بیش از حد است، دمای محیط بسیار بالا است یا تهویه ضعیف است.
بیایید در مورد عواملی که بر گرمایش خود تأثیر می‌گذارند صحبت کنیم، زیرا همه رله‌های 10A 12V DC یکسان نیستند. اولین مورد طراحی سیم پیچ است. رله هایی که برای مصارف صنعتی ساخته می شوند، مانند رله کنترل صنعتی ما، اغلب دارای سیم سیم پیچ ضخیم تر و مسیرهای اتلاف گرما بهتری نسبت به رله های کوچک درجه مصرف کننده هستند، بنابراین خود گرمایش آنها برای جریان یکسان کمتر است. اندازه محفظه رله نیز مهم است: یک رله بزرگتر می تواند گرما را موثرتر از یک رله کوچک دفع کند، بنابراین یک رله 10 آمپر در یک رله مسکن آبی استاندارد 12 ولت خنک تر از یک نوع فشرده با همان درجه کار می کند. حتی نوع نصب نیز تفاوت را ایجاد می‌کند: اگر رله را روی شاسی فلزی نصب کنید که می‌تواند گرما را از بین ببرد، خنک‌تر از زمانی است که آن را در یک جعبه پلاستیکی مهر و موم شده و بدون جریان هوا نصب کنید.
یکی دیگر از عوامل رایج چرخه وظیفه است. رله ای که به طور مداوم روشن و خاموش می شود (چرخه کاری بالا، به این معنی که بیش از 50٪ مواقع انرژی دارد) گرمای بیشتری نسبت به رله ای که فقط به طور متناوب برق می گیرد، ایجاد می کند. به عنوان مثال، رله‌ای که یک شیر برقی هیدرولیک را تغییر می‌دهد و در هر ساعت 10 دقیقه کار می‌کند، گرما را به آرامی بین چرخه‌ها دفع می‌کند، اما رله‌ای که چراغ راهنمایی را 24/7 روشن می‌کند، باید آن گرما را به طور مداوم دفع کند که منجر به دمای پایدار بالاتر می‌شود. به همین دلیل مهم است که چرخه کار رله خود را با برنامه خود مطابقت دهید - اگر برای استفاده مداوم و سنگین به رله نیاز دارید، یک مدل مقاوم نسبت به مدل کوچکتر و ارزان‌تر خود گرمایش کمتری خواهد داشت.
در مورد تصورات نادرست در مورد خود گرمایشی چطور؟ برخی افراد تصور می کنند که یک رله 12 ولت DC گرمتر از یک رله AC کار می کند، اما این برای رتبه های قابل مقایسه درست نیست. رله های DC دارای ضربه القایی مانند رله های AC نیستند، بنابراین اتلاف سیم پیچ آنها در واقع سازگارتر است. برخی دیگر فکر می کنند که سوئیچ رله کمتر از 10 آمپر به اندازه ای خنک کار می کند که گرما را احساس نکنید، اما حتی رله ای که با جریان 2 آمپر کار می کند مقدار کمی گرمای سیم پیچ خواهد داشت—ممکن است متوجه آن نشوید مگر اینکه محفظه را لمس کنید. نکته کلیدی این است که خود گرمایشی عیب نیست. این بخشی ذاتی از نحوه کار رله های الکترومکانیکی است. مشکل تنها زمانی به وجود می آید که آن گرما از حد طراحی رله تجاوز کند.
بنابراین، چگونه می توان گرمایش خود را در یک رله 10 آمپری 12 ولت DC مدیریت کرد تا از عملکرد قابل اطمینان اطمینان حاصل شود؟ ابتدا، بار برنامه خود را درک کنید. اگر بار القایی را تغییر می دهید، کاهش رله را در نظر بگیرید - به این معنی که از رله ای با درجه مقاومت 10 آمپر استفاده کنید اما فقط تا 7 یا 8 آمپر سوئیچ کنید - برای کاهش قوس الکتریکی و گرمای مربوطه. دوم، از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید. رله ها را در محفظه های مهر و موم شده بدون دریچه نصب نکنید و بین رله ها فاصله بگذارید تا هوا بتواند به گردش درآید. سوم، رله را با محیط خود تطبیق دهید: اگر در یک کارگاه گرم یا فضای باز کار می کنید، رله ای را انتخاب کنید که درجه حرارت محیطی بالاتری دارد، که مقاومت حرارتی بهتری داشته باشد و خود گرمایش کمتری داشته باشد.
به‌عنوان کسی که رله‌ها را تامین می‌کند، از نزدیک دیدم که چگونه درک صحیح از خود گرمایش باعث صرفه‌جویی در وقت و هزینه مشتریانمان می‌شود. چند سال پیش، یکی از مشتریانی که در یک سیستم آبیاری کشاورزی کار می کرد، با ما تماس گرفت، زیرا رله های آنها هر دو هفته یکبار خراب می شد. آنها از یک رله 12 ولت DC 10 آمپری استفاده می کردند که در داخل یک جعبه کنترل پلاستیکی مهر و موم شده نصب شده بود و چهار شیر برقی 8 آمپر را به طور مداوم سوئیچ می کرد. رله ها بیش از حد گرم می شدند زیرا جعبه مهر و موم شده گرما را به دام می انداخت و چرخه کار ثابت آنها را فراتر از حد دمایی خود می راند. توصیه می‌کنیم به رله میانی با سوکت خود تغییر دهید، که دارای محفظه بزرگ‌تری برای اتلاف گرما بهتر است و سوراخ‌های هواکش را به جعبه کنترل آنها اضافه کنید. از آن زمان میزان شکست آنها به صفر رسید. این ارزش دانستن نحوه عملکرد خود گرمایشی است.
اگر به دنبال رله 10 آمپری 12 ولت DC هستید، یا به دنبال جایگزین هایی هستید که ممکن است با نیازهای پروژه شما مطابقت داشته باشد، ما طیف وسیعی از گزینه های متناسب با کاربردهای مختلف را ارائه می دهیم. سری سوئیچ رله 12 ولت Dc ما برای پروژه‌های خودروسازی و مصرف‌کنندگان کوچک، با طراحی جمع‌وجور و گرمایش کم برای چرخه‌های کاری استاندارد، ایده‌آل است. برای مصارف صنعتی سنگین تر، خط رله کنترل صنعتی ما به گونه ای ساخته شده است که عملیات مداوم را با حداقل تجمع گرما انجام دهد. ما همچنین رله 4 پین 12 ولت 30 آمپر را برای برنامه هایی که به ظرفیت کمی بیشتر از 10 آمپر استاندارد نیاز دارند و رله 12 ولت آبی مسکن برای پروژه هایی که مسکن قابل مشاهده و بادوام در اولویت هستند، حمل می کنیم.
در پایان روز، خود گرمایش بخشی غیرقابل مذاکره رله‌های 10 آمپری 12 ولت DC است، اما با دانش مناسب و انتخاب محصول قابل مدیریت است. اگر در مورد اینکه کدام رله برای پروژه شما مناسب است، نحوه رسیدگی به گرمای بیش از حد یا هر گونه نگرانی دیگر سؤالی دارید، تیم ما اینجاست تا به شما کمک کند. برای بحث در مورد نیازهای خاص خود با ما تماس بگیرید، و ما به شما کمک می کنیم رله ای را پیدا کنید که به طور قابل اعتماد عمل کند، اتلاف گرما را متعادل کند و متناسب با بودجه شما باشد.
مراجع
- انجمن ملی تولیدکنندگان برق (NEMA). استاندارد رله های الکترومکانیکی، انتشارات ICS 3-2018.
- کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC). استاندارد برای کلید ولتاژ پایین و تجهیزات کنترل، انتشار 60947-5-1:2017.
- واکر، جی اچ (2021). رله های الکترومکانیکی: طراحی، کاربرد و قابلیت اطمینان Industrial Press Inc.
- گروه اقدام صنعت خودرو (AIAG). استاندارد برای تست رله خودرو، انتشار MRC-1-2020.