Röle Nedir?

Röle, elektromanyetik alan ile çalışan, elektrik devrelerinde akım ve voltaj değerleri yardımı ile akım yolunu açıp kapatarak sistemin çalışma prensibini düzenleyen elektromekanik cihazdır. Elektrik rölesi1835’te Joseph Henry tarafından icat edilmiştir.

Röle, kontrol süreçlerinin veya ekipmanlarının çoğunda önemli bir koruma ve anahtarlama cihazıdır. Düşük bir akımın meydana getirdiği elektromanyetik alan ile yüksek güçte yada akımda çalışan bir alıcıyı (yükü) çalıştırmak (anahtarlamak) için bir veya birkaç anahtar grubunun kontrolünü yapan (anahtarları açan veya kapatan) devre elemanına röle (relay) denir. Termik röle bu tanımın dışında tutulmalıdır.

Röleler, düşük akım ve gerilimlerle taşıyıcı kontak üzerinde daha yüksek akım ve gerilimlerini kontrol eden elemanlardır. Röleler, aynı zamanda farklı frekans ve dalgalardan etkilenmeden anahtarlama yaparak değişik özellikteki elektrik devresi ve elektronik devre elemanlarının kontrolünü yapabilir.

Röleler elektronik devrelerin giremediği (yüksek ısı, nem ya da sıvı ortamları vs.) bazı hava ve sıvı kontrol sistemlerinde mutlaka kullanılmalıdır. Röle uygulama devrelerinde bazı sorunlarla karşılaşılabilir. Mekanik olarak çalıştığından arızası çok olur. Kontaklar devamlı birbirine yapışıp açılmalarından dolayı meydana gelen elektrik atlamaları zamanla kontakların oksitlenmesinin (korozyon) ve iletimini kaybetmesinin sebebidir. Rölelerin iletime geçme süresi daha uzundur. Ayrıca kontakların çekilip bırakılması sırasında hoş bir ses çıkarmaz.

Rölelerin genellikle 5 Volt – 48 Volt gerilim ile beslenen bobinleri, 5 ma -150 ma (Amper) arasında akım çekerler. Röle kontakları ise 0.5 Amper-70 Amper arasındaki akım değerlerine dayanır. Uygulama devrelerinde bobin besleme gerilimi aralığının geniş olması kullanım alanlarında kolaylık sağlar. Bu sayede analog ve lojik devrelerle sürülmesi sağlanır. Yüksek akımlı devrelerin kontrolünü yaparken kontaklardan geçen akımın meydana getirebileceği ısınma bu devrelerde röle yerine kontaktör kullanılmasını gerektirmektedir.

Rölenin İç Yapısı

Rölenin yapısı ve çalışma prensibi cinsine göre değişiklik gösterir. Röleler, bir etki ile (akım, gerilim, ısı, manyetik alan vb.) kontakların yer değiştiği ve bu değişimden yararlanarak bir devrenin kontrolü yapıldığı söylenebilir. Röleleri meydana getiren elemanlar;

• Kontak
• Demir nüve
• Yay
• Bobin
• Palet

Bobin kısmı rölenin giriş kısmıdır. Palet ve kontak kısmının bobin ile herhangi bir elektriksel bağlantısı yoktur. Röleler aynı zamanda transistör görevi de görürler. Örnek olarak 3 bacaklı röleye akım verildiğinde şasedeki kol diğer taraftaki akımı açar yani kontrol için kullanılabilir. Sadece rölenin transistörden farkı direnç ile kullanmaya gerek yoktur. Bobin iki kontağı mıknatısladığında rölenin bir kontağı açılır diğer kontağı kapanır.

Röle Nasıl Çalışır?

Röle içinde bulunan demir nüve üzerine geçirilmiş makaraya ince telden çok sipirli
olarak sarılmış bobine akım uygulandığı zaman, N-S manyetik alanı meydana gelir. Manyetik alan ise bobinin içindeki nüveyi elektromıknatıs haline getirip, paletin kontaklarının konumunu değiştirmesini sağlar. Akım kesilince elektromıknatıslık ortadan kalkar, esnek gergi yayı paleti geri çekerek kontakları ilk konumuna getirir. Kontaklardan geçen akım nedeniyle birbirine temas eden yüzeyler zamanla oksitlenebilir. Kontaklardaki oksitlenmeyi en az düzeyde tutabilmek için platin veya tungsten üzerine ince gümüş tabakası ile kaplama yapılır. Düzgün çalışmayan bir elektronik devrede rölelerin kontaklarında oksitlenme meydana gelmişse bu istenmeyen durum su zımparasıyla giderilebilir. Düzelme olmazsa yeni röle kullanılır.

Rölelerin mıknatıs meydana getiren bobin imalatı 5, 9, 12, 24, 36, 48 volt vs gerilimlerde çalışacak şekilde yapılır. DC ile çalışan mini röleler en çok elektronik devrelerde kullanılmaktadır.

Yarı iletken esasına dayalı çalışan tristör (thyristor) ve triyakların (triac) imalatından sonra kullanım alanı dar olan rölelerin, çok yüksek akım ve gerilim kontrolü gereken uygulamalarda kullanılmaktadır. Rölenin, triyak ve tristörlere göre üstünlüğü, içinde birden fazla anahtar yada kontağa sahip olduğu için birden fazla yükü aynı anda açıp kapatabilir.

Bu işlem rölenin kontaklarının dizaynı ile alakalıdır. Röleler AC ve DC’ de çalıştırmak üzere imal edilir. Genellikle röleler anahtar (switch) ve ölçen röleler olmak üzere ikiye ayrılır. Röleler çalışma, kullanılış amacı ve devreye bağlanış şekline göre de sınıflandırılır.

DC Röle ile AC Röle Arasındaki Fark Nedir?

DC mini röleler en çok elektronik sistemlerde kullanılır. AC röleler yüksek akım ve gerilim kontrolü gereken uygulamalarda kullanılır.

Röle Nasıl Bağlanır?

Röle bağlantı şeması; röle üzerinde bulunan sabit ve yön değiştiren kontak belirlenerek bağlantıları ayarlanır. Genellikle röle üzerinde 3 farklı bağlantı bulunmaktadır. Bu bağlantılar:

NO (Normally Open): Bu bağlantıda iletim gerçekleşmez. Röleye enerji verilmediği zaman common ucu (ortak uç) ile bağlantılı açık devredir. Bobine enerji verildiği zaman common ucu ile normally open (normalde açık) kısa devre olur ve kontaktan akım geçer.

NC (Normally Closed): Bu bağlantıda ise NO’ ya (normalde açık) zıt bir şekilde çalışır. Bobine enerji verilmediği zaman NC (normalde kapalı) ve COM uçları kapanarak kısa devre olur. Enerji verildiği zaman ise açık devre olmaktadırlar.

Kullanım Alanları

Röleler küçük akımlar ile büyük elektriksel yükleri anahtarlayabildikleri için bir çok alanda kullanılmaktadır. Rölelerin kullanım alanları çeşitlerine göre değişir.  Otomasyon sistemlerinde çeşitli sensörlerden alınan sinyaller ile sistemdeki bazı elemanların çalıştırılması veya  durdurulması için röleler veya röle devreleri kullanılır. Ayrıca kamera ve güvenlik sistemlerinde, elektrik sigortalarında, alarm sistemlerinde, elektrikli ev aletlerinde röleler kullanılır.

Röle Çeşitleri

Röleler hem AC hem DC’ de çalıştırmak üzere kullanılabilirler. Genel olarak; röleler anahtar (switch) ve ölçen röleler olmak üzere sınıflandırılır. Ayrıca; röleler çalışma, kullanılış amacı ve devreye bağlanış şekline göre de gruplara ayrılır. Röleler kullanıldığı yerlere, çalışma prensiplerine göre adlandırılır. Akım, güç, ilk hareket, termik, manyetik ters akım, kilitleme gibi daha birçok röle çeşidi vardır.

• Manyetik röle
• Dil kontak röle
• Termik röle
• Aşırı akım rölesi

Röle çeşitleri, kullanıldıkları devreye göre uygun olanı seçilmelidir. Örnek olarak manyetik etkiyle anahtarlama yapılacaksa dil kontak, yüksek akımı sınırlamak için de aşırı akım koruma röleleri seçilebilir.