Rele

Releitä

Rele on sähköisesti ohjattava sähkömekaaninen kytkin, jonka toiminta perustuu sähkömagneettiin. Releellä ohjataan erillisen ohjausvirran avulla suurempia jännitteitä ja sähkövirtoja. Suuria päävirtapiirin ohjaukseen tarkoitettuja releitä kutsutaan usein kontaktoreiksi.

Toimintaperiaate

Sähkömekaaninen rele perustuu sähkömagneettiin, jonka magneettipiiri muodostuu kiinteästä kelasydämestä ja liikkuvasta ankkurista. Kun releen käämiin kytketään virta, se synnyttää magneettikentän, joka vetää releen liikkuvan ankkurin kiinni paikallaan olevaan kelasydämeen. Samalla ankkuriin kiinnitetyt kontaktinastat, kärjet, yhdistyvät kiinteässä osassa oleviin kontaktikärkiin, mikä mahdollistaa virran kulkemisen niiden kautta. Kun magneetin virta katkaistaan, ankkuri palautuu jousen vetämänä lepoasentoon ja kärjet avautuvat. Usein releessä on useita kontakteja, joista osa on lepotilassa suljettuina ja osa avoimena.

Käyttötarkoituksia

• Korkeajännitteisen piirin ohjaaminen matalalla jännitteellä.
• Vahvan virran ohjaaminen heikolla virralla, esimerkiksi auton valojen ohjaus.
• Ohjattavan piirin galvaaninen erotus ohjaavasta piiristä.
• Boolen algebran mukainen JA-operaatio voidaan toteuttaa releiden sarjaankytkennällä ja TAI-operaatio releiden rinnankytkennällä. Näitä kytkentöjä käytetään turvallisuuden kannalta kriittisissä logiikoissa, kuten ydinjätteen käsittelyssä.
• Äänen tuottoon mm. soittokelloissa: Lepotilassa ankkuri on kiinni soittokellon kuvussa. Ohjauskäämin virta kytketään sarjaan releen ohjaaman piirin kanssa. Siinä kulkee virta releen ankkurin koskiessa kupuun, joka on kytketty nollapotentiaaliin. Käämi alkaa vetää ankkuria itseään kohti ja kun ankkuri irtoaa kuvusta, virta katkeaa ja jousi iskee ankkurin kupua vasten ja syntyy ääni. Sykli toistuu niin kauan kuin virtapiiri on suljettuna.

Reletyypit

Askelrele

Askelrele (myös sysäysrele, impulssirele tai pulssirele) vaihtaa tilaa aina, kun ohjausvirta kytketään ja säilyttää tilan, vaikka ohjausvirta katkeaa. Askelreleitä käytetään esimerkiksi valaistuksen ohjauksessa, jos käytetään painikemallisia kytkimiä.

Aikarele

Aikareleen toiminta-aikaa voidaan säätää. Ajastus voi toimia esimerkiksi vuorokauden mittaisissa jaksoissa (ulkovalaistus ja auton lämmityspistorasiat) tai alkaa alusta, kun painetaan kytkintä (porrasvaloautomaatti). (Vrt. kellokytkin)

Kontaktori

Voimavirtakäyttöön tarkoitettu 230 voltin jännitteellä ohjattava kolmivaihekontaktori.

Suurille tehoille tarkoitettuja releitä kutsutaan kontaktoreiksi. Niitä käytetään sähkömoottorien ja isojen valaisinryhmien ohjauksessa.

Lämpörele

Lämpörele katkaisee virran ylikuormitustilanteessa. Niitä käytetään yleensä sähkömoottorien ylivirtasuojauksessa.

Puolijohderele

Puolijohderele ei sisällä liikkuvia osia ja kestää useampia kytkentäkertoja kuin mekaaninen rele. Kärjet on korvattu transistoreilla tai muilla puolijohdekytkimillä.

Reed-rele

Reed-rele (käytetään myös nimitystä kielirele) koostuu ferromagneettisista kosketinkielistä, jotka sijaitsevat kosteudelta suojatussa putkessa, ja putken ympärillä olevasta kelasta, joka synnyttää magneettikentän. Kun kelaan johdetaan sähkövirta, kielet taipuvat yhteen tai erilleen riippuen koskettimien tyypistä. Reed-releet eivät kestä suuria virtoja, mutta ne ovat nopeita ja kestävät useita kytkentäkertoja. Reed-releen tapaan toimii myös magneettinen läheisyyskytkin, jota käytetään murtohälyttimissä: oveen kiinnitetty kestomagneetti magnetoi ovenpieleen kiinnitetyn kielireleen, joka sulkeutuu. Oven avautuessa magneettikenttä poistuu ja kielirele avautuu.

Vilkkurele

Ohjaa auton vilkkuja.

Kosketintyypit

Releessä voi olla yksi tai useampia koskettimia.

• Sulkeutuva kosketin (NO, Normally Open) päästää virran kulkemaan, kun rele vetää.
• Avautuva kosketin (NC, Normally Closed) katkaisee virran releen vetäessä.
• Vaihtokosketin (CO, Change Over) sisältää molemmat toiminnot.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Rele Wikimedia Commonsissa