رله کنترل بار چیست و چه کاربردی دارد؟

تصور کنید تجهیزات برقی گران قیمتی مانند کولر گازی یا پمپ آب ساختمان در اختیار دارید. چنانچه فشار بیش از حد به این دستگاه ها وارد شود یا شبکه برق دچار نوسان گردد، سیم پیچ های موتور گرم شده و در نهایت می سوزند. سوختن موتور به معنای تحمیل هزینه های سنگین تعمیر یا تعویض خواهد بود. برای پیشگیری از این رخداد، به یک محافظ نیاز است. در سیستم های برق صنعتی و خانگی پیشرفته، این محافظ رله کنترل بار نامیده می شود.

اگر بخواهیم به زبانی ساده بگوییم رله کنترل بار چیست و چه کاربردی دارد؟ باید گفت این وسیله مانند یک فیوز هوشمند عمل می کند؛ با این تفاوت که فیوزهای معمولی تنها هنگام بروز اتصال کوتاه شدید جریان برق را قطع می کنند، اما رله کنترل بار بر فشار وارد شده به موتور نظارت دارد. اگر موتور بیش از حد معمول جریان برق مصرف کند، این رله متوجه شده و برای جلوگیری از سوختن دستگاه، جریان برق را قطع می کند.

در این مقاله از پارس پایاپایپ (تولید کننده سینی کابل گالوانیزه) قصد داریم بدون استفاده از اصطلاحات پیچیده مهندسی، این قطعه حیاتی را بررسی کنیم، نحوه عملکرد آن را دریابیم و ضرورت استفاده از آن را برای محافظت از وسایل برقی ارزشمند شرح دهیم.

رله کنترل بار چیست؟

برای درک بهتر ماهیت رله کنترل بار، بیایید از یک مثال استفاده کنیم. فرض کنید توانایی بلند کردن یک وزنه ۵۰ کیلوگرمی را دارید. اگر شخصی وزنه ای ۱۰۰ کیلوگرمی بر دوش شما بگذارد، احتمال آسیب دیدگی شما بسیار زیاد است. موتورهای الکتریکی نیز دقیقاً همین گونه هستند؛ هر موتور توان مشخصی دارد. اگر باری که بر عهده موتور است (مانند آبی که پمپاژ می کند) سنگین تر از توان آن باشد، موتور برای انجام کار ناچار است جریان برق بیشتری مصرف کند. این جریان اضافی موجب داغ شدن و در نهایت سوختن موتور می شود.

وظیفه رله کنترل بار

این دستگاه، قطعه ای الکترونیکی است که در تابلو برق نصب می گردد و مقدار جریان برقی که به سمت موتور می رود را دائماً اندازه گیری می کند. اگر تشخیص دهد که مصرف برق از حد مجاز (که شما تعیین کرده اید) فراتر رفته است، سریعاً دستور خاموش شدن را صادر می کند.

نحوه عملکرد رله کنترل بار

شاید بپرسید این دستگاه چگونه تشخیص می دهد که موتور تحت فشار است؟ عملکرد رله کنترل بار بسیار جالب توجه است. روی بدنه این دستگاه معمولاً سه حفره یا مجرا وجود دارد. سیم های برقی که قرار است به موتور متصل شوند، ابتدا از داخل این حفره ها عبور داده می شوند (بدون نیاز به لخت کردن یا برش سیم).

داخل این حفره ها سنسورهایی تعبیه شده است که همانند اسکنر عمل می کنند. هنگامی که جریان برق از سیم عبور می کند، این سنسورها شدت جریان را اندازه گیری می کنند و مراحل زیر اتفاق می افتد:

1. تشخیص: دستگاه دائماً میزان آمپر (شدت جریان) را رصد می کند.
2. مقایسه: این عدد را با عددی که شما به عنوان حد مجاز تنظیم کرده اید، مقایسه می نماید.
3. تصمیم گیری: اگر جریان مصرفی بیشتر از حد مجاز شود، تایمر دستگاه فعال می گردد. چنانچه این وضعیت چند ثانیه ادامه یابد، رله فرمان قطع صادر کرده و موتور خاموش می شود.

نکته حائز اهمیت این است که این رله مستقیماً برق اصلی را قطع نمی کند (زیرا توانایی قطع جریان بالا را ندارد)، بلکه به کلید اصلی فرمان خاموشی می دهد.

ویژگی ها و مزایای رله کنترل بار

مزایای رله کنترل بار باعث شده تا جایگزین بسیاری از روش های قدیمی شود. با این حال چرا با وجود فیوزهای معمولی، باید از این دستگاه استفاده کنیم؟

• دقت و حساسیت بالا: فیوزها برای اتصالی های شدید طراحی شده اند و ممکن است متوجه آسیب های تدریجی موتور نشوند، اما رله کنترل بار حتی اضافه بارهای جزئی را نیز تشخیص می دهد.
• طول عمر بالا: به دلیل نداشتن قطعات مکانیکی مستهلک شونده، سال ها کار می کند.
• عدم تاثیرپذیری از دمای محیط: محافظ های قدیمی تحت تاثیر دمای هوا در تابستان زودتر و در زمستان دیرتر جریان برق را قطع می کردند. اما رله کنترل بار به دلیل ساختار الکترونیکی، تحت تاثیر دمای هوا قرار نمی گیرد و همواره دقیق است.
• نمایشگر (در مدل های دیجیتال): برخی مدل ها دارای صفحه نمایش هستند و میزان دقیق مصرف آمپر موتور را نشان می دهند که ویژگی بسیار کارآمدی برای تعمیرکاران است.
• تنظیمات پیشرفته: می توان دستگاه را طوری تنظیم کرد که در صورت افزایش جریان، مدت زمان مشخصی (مثلاً ۵ ثانیه) صبر کند و اگر مشکل برطرف نشد، سپس قطع کند. این ویژگی از قطع و وصل های غیرضروری جلوگیری می کند.

انواع رله کنترل بار

هنگام مراجعه به بازار، با انواع رله کنترل بار مواجه خواهید شد. انتخاب مدل مناسب دشوار نیست؛ به طور کلی دو مدل اصلی وجود دارد:

1 – رله کنترل بار مدل آنالوگ (دستی)

این مدل ها ساده تر و ارزان تر هستند. روی آن ها تعدادی پیچ تنظیم (ولوم) وجود دارد که با پیچ گوشتی تنظیم می شوند. شما با چرخاندن پیچ، حد مجاز جریان و زمان ها را مشخص می کنید. چراغ های وضعیتی نیز روی آن تعبیه شده است (سبز برای حالت عادی، قرمز برای خطا).

2 – رله کنترل بار مدل دیجیتال (هوشمند)

این مدل ها مجهز به نمایشگر کوچکی هستند که اعداد را نمایش می دهد. تنظیم رله کنترل بار در این مدل ها با دکمه انجام شده و دقیق تر است. در صورت بروز خطا، نوع مشکل روی صفحه نمایش داده می شود.

همچنین این رله ها بر اساس توان کاری دسته بندی می شوند؛ برای مثال، برای یک پمپ آب خانگی یک مدل کوچک کافی است، اما برای موتورهای صنعتی بزرگ، مدل های قوی تر مورد نیاز است.

کاربردهای رله کنترل بار

در هر سیستمی که یک موتور الکتریکی ارزشمند وجود داشته باشد، کاربردهای رله کنترل بار نیز دیده می شود. هدف اصلی، حفاظت از سرمایه شماست. برخی از کاربردهای این رله عبارتند از:

• پمپ های آب: شامل پمپ آب آپارتمانی و پمپ های کشاورزی (کف کش و شناور). اگر پمپ گیرپاژ کند یا آب تمام شود و خشک کار کند، جریان برق تغییر کرده و رله از آسیب دیدن آن جلوگیری می کند.
• کمپرسورها: در سیستم های سرمایشی بزرگ و سردخانه ها.
• نوار نقاله ها: در کارخانجات، برای جلوگیری از آسیب موتور در صورت سنگین شدن بار روی نوار.
• میکسرها: دستگاه های همزن صنعتی.
• تابلو برق ساختمان: جهت محافظت کلی از موتورهای آسانسور یا تاسیسات.

نحوه نصب و تنظیم رله کنترل بار

نصب این قطعه پیچیده نیست، اما جهت رعایت ایمنی باید توسط برق کار انجام شود. در ادامه به زبان ساده نحوه نصب و تنظیم رله کنترل بار را مرور می کنیم.

نصب فیزیکی

سیم های برق اصلی ورودی به موتور را از داخل حفره های روی رله عبور دهید. خود رله نیز برای روشن شدن به برق (فاز و نول) نیاز دارد. دو سیم باریک هم از رله به کلید اصلی (کنتاکتور) متصل می شود تا در شرایط اضطراری، فرمان قطع صادر کند.

راهنمای ساده تنظیم (Setting)

مهم ترین بخش، نحوه تنظیم رله کنترل بار است. تنظیم نادرست منجر به قطع های بی دلیل یا عدم محافظت صحیح خواهد شد.

1. تنظیم جریان (Amp): روی پلاک (برچسب فلزی) موتور، میزان جریان مصرفی درج شده است (مثلاً ۱۰ آمپر). باید پیچ جریان رله را روی همین عدد یا اندکی بیشتر (مثلاً ۱۱ آمپر) تنظیم کنید.
   • نکته فنی: بهتر است موتور را روشن کنید، جریان مصرفی در حالت عادی را مشاهده نمایید و سپس رله را کمی بالاتر از آن عدد تنظیم کنید.
2. زمان استارت (Start Delay): موتورها در لحظه روشن شدن، برای حدود یک ثانیه جریان زیادی می کشند که طبیعی است. باید رله را طوری تنظیم کنید که ۵ تا ۱۰ ثانیه اول را نادیده بگیرد تا موتور دور بگیرد.
3. زمان قطع (Off Delay): این پارامتر تعیین می کند که در صورت بروز مشکل حین کار، دستگاه چقدر صبر کند. معمولاً روی ۲ تا ۵ ثانیه تنظیم می شود تا با نوسانات لحظه ای، برق قطع نشود.

نتیجه گیری

در نهایت باید گفت که رله کنترل بار راهکاری مقرون به صرفه برای بیمه کردن دستگاه های گران قیمت شماست. این دستگاه با نظارت دائمی بر جریان برق، مانع از آن می شود که فشار بیش از حد سبب سوختن سیم پیچ های موتور گردد.

استفاده از این وسیله در تابلوهای برق امروزی یک استاندارد محسوب می شود. اگر پمپ آب یا موتوری دارید که مکرراً دچار سوختگی می شود، احتمالاً فقدان این قطعه یا تنظیم نبودن آن علت اصلی مشکل است. با نصب صحیح و تنظیم دقیق، می توانید عمر دستگاه های برقی خود را چندین برابر افزایش دهید.

سوالات متداول