صنعت برق دارای تجهیزات کنترلی متنوعی است که از مهم‌ترین آن‌ها رله و کنتاکتور هستند. این دو قطعه هر دو نوعی کلید الکتریکی قابل‌کنترل از راه دور محسوب می‌شوند که برای قطع و وصل کردن مدار به کار می‌روند. به دلیل شباهت عملکرد کلی، گاهی رله و کنتاکتور با هم اشتباه گرفته می‌شوند، اما در عمل تفاوت‌های اساسی میان آن‌ها وجود دارد که تعیین می‌کند هر کدام در چه شرایطی کاربرد بهینه‌ای دارند. در ادامه، به تعریف کامل رله و معرفی انواع آن، ساختار داخلی و نحوه عملکرد رله‌ها، معرفی کنتاکتور و مقایسه‌ی جامع بین این دو تجهیز می‌پردازیم. همچنین یک جدول مقایسه‌ای برای جمع‌بندی تفاوت‌های کلیدی ارائه خواهیم کرد تا روشن شود که در چه مواردی باید از رله استفاده کرد و چه زمانی کنتاکتور انتخاب مناسب‌تری است.
تعریف رله و کاربردهای آن در صنعت و برق
رله (Relay) یک قطعه‌ی الکتریکی سوئیچینگ است که با یک سیگنال الکتریکی کوچک می‌تواند مدار دیگری را قطع یا وصل کند. به بیان ساده، رله مانند یک کلید الکترومکانیکی یا الکترونیکی عمل می‌کند که با هدایت یک مدار الکتریکی دیگر کنترل می‌شود. برای مثال، با اعمال ولتاژ یا سیگنال کنترل به سیم‌پیچ رله، کنتاکت‌های داخلی آن تغییر وضعیت می‌دهند و مدار مستقلی را باز یا بسته می‌کنند. از آنجا که رله‌ها می‌توانند جریانی به‌مراتب قوی‌تر از جریان ورودی کنترل را هدایت کنند، در مفهوم وسیع‌تر می‌توان آن‌ها را نوعی تقویت‌کننده نیز دانست. رله‌های اولیه در سال ۱۸۳۵ میلادی توسط جوزف هنری اختراع شدند و در سیستم‌های تلگراف راه دور به عنوان تقویت‌کننده سیگنال به کار می‌رفتند. امروزه نیز رله‌ها به دلیل امکان کنترل خودکار و از راه دور، یکی از اجزای کلیدی در اتوماسیون برق و صنعت به شمار می‌آیند.
از رله‌ها برای کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع و سیستم‌های برقی استفاده می‌شود. نقش اصلی رله در مدارها، فراهم کردن امکان کنترل ایزوله میان دو بخش مدار است؛ بدین صورت که یک مدار فرمان کم‌توان می‌تواند به‌وسیله رله یک مدار قدرت را کنترل کند. رله‌ها علاوه بر مدارهای صنعتی، در حوزه‌های دیگری نیز کاربرد دارند. برخی از موارد استفاده رایج رله عبارت‌اند از:
- سیستم‌های کنترل روشنایی: برای کنترل روشن/خاموش یا تغییر وضعیت چراغ‌ها (مثلاً در چراغ‌های خیابانی یا سیستم‌های روشنایی ساختمان‌ها).
- سیستم‌های مخابراتی: در سوئیچ‌های تلفنی قدیمی و تجهیزات ارتباطی برای برقرسانی سیگنال‌ها.
- کنترل‌کننده‌های فرآیند صنعتی: در تابلوهای کنترل ماشین‌آلات جهت ترتیب‌دهی به توالی روشن و خاموش شدن دستگاه‌ها.
- سیستم‌های کنترل ترافیک: مانند چراغ‌های راهنمایی رانندگی که با زمان‌بندی مشخص سوئیچ می‌شوند.
- کنترل درایو موتور و ماشین‌آلات: برای راه‌اندازی یا توقف الکتروموتورها، پمپ‌ها و … به طور غیرمستقیم با سیگنال فرمان.
- سیستم‌های حفاظتی برق: به عنوان رله‌های حفاظتی برای تشخیص شرایط غیرعادی (اضافه‌جریان، اضافه‌ولتاژ و غیره) و جداسازی سریع بخش معیوب شبکه.
- رابط‌های کامپیوتری و تجهیزات الکترونیک: جهت کنترل ایزوله خروجی‌ها یا ورودی‌ها (مثلاً در بردهای میکروکنترلر که رله بین مدار دیجیتال و مدار قدرت قرار می‌گیرد).
- صنعت خودرو: به عنوان رله‌های خودرو برای کنترل اجزایی مانند چراغ‌ها، بوق، فن، پمپ سوخت و استارت با کاهش نیاز به سیم‌کشی طولانی.
- لوازم خانگی: در وسایل برقی خانگی نظیر سیستم‌های تهویه مطبوع، ماشین لباسشویی، ماکروویو و … برای کنترل قسمت‌های پرمصرف توسط بخش‌های الکترونیکی.
رله‌ها با فراهم کردن ایزولاسیون الکتریکی، امکان کنترل ایمن تجهیزات و تبدیل سیگنال‌های کوچک به اعمال توان بزرگتر را می‌دهند. برای مثال در یک ترموستات خانگی، سیگنال حسگر دما به یک رله فرمان می‌دهد و آن رله جریان برق کمپرسور یا هیتر را قطع و وصل می‌کند. به طور کلی هر جا نیاز به خودکارسازی (اتوماسیون) یا افزایش ایمنی مدار باشد، رله‌ها نقش مهمی ایفا می‌کنند.
انواع رله‌ها (الکترومکانیکی، حالت جامد، زمانی، حفاظتی و …)
رله‌ها بر اساس ساختار داخلی و نوع عملکرد به انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه به مهم‌ترین انواع رله و ویژگی‌های هر کدام اشاره می‌کنیم:
- رله الکترومکانیکی (مغناطیسی): رایج‌ترین نوع رله که از ترکیب سیم‌پیچ و قطعات مکانیکی متحرک تشکیل شده است. با عبور جریان از سیم‌پیچ، میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود و یک آرمیچر (تیغه‌ی فلزی متحرک) را به سمت هسته جذب می‌کند و کنتاکت‌ها را به صورت مکانیکی تغییر وضعیت می‌دهد. رله‌های شیشه‌ای، رله فرمان صنعتی یا رله‌های ماژول از این دسته‌اند. این رله‌ها قادر به سوئیچ کردن سریع نیستند (معمولاً زمان عملکرد چند میلی‌ثانیه) و در کاربردهای فرکانس سوئیچینگ خیلی بالا محدودیت دارند. با این حال مزیت آن‌ها سادگی، قیمت پایین و همه‌کاره بودن است. بسیاری از مدارهای کنترل سنتی و سیستم‌های خودرو از رله‌های الکترومکانیکی استفاده می‌کنند.
- رله حالت جامد (SSR یا Solid State Relay): نوعی رله الکترونیکی که هیچ بخش متحرک مکانیکی در داخل خود ندارد، بلکه عمل سوئیچینگ را با استفاده از نیمه‌هادی‌ها (ترانزیستور، تریستور یا ترایاک) انجام می‌دهد. رله SSR با یک سیگنال کنترل کوچک، یک دستگاه قدرت الکترونیکی را فعال کرده و مدار خروجی را وصل می‌کند. نبود قطعات مکانیکی باعث شده این رله‌ها سرعت سوئیچینگ بالاتر و عمر طولانی‌تری داشته باشند و در هنگام عملکرد هیچ صدایی تولید نکنند. همچنین به دلیل عدم ایجاد جرقه در زمان قطع و وصل، برای محیط‌های مستعد انفجار (حاوی گاز یا غبار قابل اشتعال) مناسب‌اند. از SSRها در صنایع برای اتصال مستقیم به PLCها و کنترل موتورها، هیترها و چراغ‌های توان‌بالا بهره می‌گیرند. لازم به ذکر است رله‌های حالت جامد گرما تولید می‌کنند و برای دفع حرارت نیاز به هیت‌سینک (خنک‌کننده) دارند؛ همچنین هزینه آن‌ها معمولاً بیشتر از انواع مکانیکی است، بنابراین تنها زمانی استفاده می‌شوند که مزایای آن‌ها (مانند بی‌صدا و پرعمر بودن) توجیه‌پذیر باشد.
- رله زمانی (تایمر): این رله‌ها ترکیبی از مدار الکترونیکی یا مکانیکی زمان‌سنج با یک رله سوئیچ هستند. رله‌های زمانی امکان تأخیر در قطع یا وصل مدار را فراهم می‌کنند. برای مثال، یک رله تأخیر در وصل پس از دریافت سیگنال بلافاصله فعال نمی‌شود بلکه با تاخیر مشخصی مدار را وصل می‌کند؛ یا رله تأخیر در قطع پس از قطع سیگنال فرمان، برای مدت تنظیم‌شده‌ای به حفظ اتصال ادامه می‌دهد. از رله‌های زمانی در مدارهای کنترلی صنعتی برای تحقق توالی‌های زمانی (مثلاً تأخیر در استارت یا استپ ماشین‌آلات) استفاده گسترده می‌شود. انواع پیشرفته‌تر تایمرها کاملاً الکترونیکی بوده و قابلیت تنظیم دقیق زمان، مدهای عملکرد گوناگون و حتی برنامه‌ریزی دارند.
- رله‌های حفاظتی: رله‌های حفاظتی تجهیزاتی تخصصی هستند که جهت محافظت از مدارها و تجهیزات برقی در برابر شرایط غیرمناسب به کار می‌روند. این رله‌ها به طور مداوم کمیت‌هایی نظیر جریان، ولتاژ، دما یا تعادل فازها را تحت نظر دارند و به محض خروج این کمیت‌ها از محدوده مجاز، فرمان قطع مدار را صادر می‌کنند. برای مثال، رله کنترل بار (رله اضافه‌جریان) جریان عبوری از مدار را اندازه‌گیری کرده و در صورت تجاوز از حد تعیین‌شده، مدار را قطع می‌کند. یا رله کنترل فاز در تابلوهای برق سه‌فاز نصب می‌شود و کاهش بیش از حد ولتاژ، عدم تقارن فازها یا جابجایی توالی فاز را تشخیص داده و جهت جلوگیری از صدمه به موتورهای الکتریکی، مدار را قطع می‌کند. از دیگر رله‌های حفاظتی می‌توان به رله ارت فالت (نشتی جریان به زمین)، رله اضافه ولتاژ/افت ولتاژ و رله حرارتی (بی‌متال) اشاره کرد که هر کدام وظیفه محافظت از تجهیزات در برابر نوع خاصی از خطا را بر عهده دارند. رله‌های حفاظتی معمولاً در سیستم‌های قدرت و تابلوهای توزیع به‌عنوان جزء اساسی مدارهای ایمنی به کار می‌روند و نقش آن‌ها خارج کردن سریع بخش‌های معیوب شبکه از مدار است. به عنوان مثال، در صورت بروز اتصال کوتاه یا اضافه‌بار در یک موتور صنعتی، رله حفاظتی مربوطه فرمان قطع کنتاکتور آن موتور را صادر می‌کند تا از آسیب دیدن موتور و مدار جلوگیری شود.
علاوه بر موارد فوق، رله‌ها در شکل‌های خاص دیگری نیز تولید می‌شوند که هر کدام کاربرد ویژه‌ای دارند. برای نمونه رله‌های مخابراتی در ابعاد کوچکتر و برای سوئیچ کردن سیگنال‌های بسیار کم‌قدرت و پرسرعت به کار می‌روند. یا رله‌های خودرو (رله ماشینی) که در سیستم برق اتومبیل برای کاهش طول سیم‌کشی و کنترل خودکار بخش‌های مختلف خودرو طراحی شده‌اند. هر نوع رله متناسب با نیاز خاصی طراحی شده و هیچ‌یک به تنهایی پاسخ‌گوی تمام کاربردها نیست؛ اما وجه مشترک همه آن‌ها این است که امکان کنترل غیرمستقیم جریان برق و ایجاد ارتباط بین مدارهای مجزا را فراهم می‌کنند.
ساختار داخلی و نحوه عملکرد رله‌ها
شکل فوق، اجزای داخلی یک رله الکترومکانیکی ساده را نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، رله شامل یک بوبین (سیم‌پیچ)، یک هسته آهنی ثابت، یک آرمیچر یا تیغه فلزی متحرک، فنر برگشت‌دهنده و مجموعه کنتاکت‌های ثابت است. کنتاکت‌های اصلی معمولا به دو نوع معمولا باز (NO) و معمولا بسته (NC) تقسیم می‌شوند و یک پایه‌ی مشترک (COM) دارند. در حالت عادی (غیرفعال بودن رله)، تیغه متحرک تحت کشش فنر قرار دارد و اتصال COM به کنتاکت NC برقرار است؛ در نتیجه مدار خروجی در وضعیت وصل قرار دارد. با اعمال ولتاژ به سیم‌پیچ رله، جریان کوچکی در آن جاری شده و هسته آهنی را مغناطیسی می‌کند. نیروی مغناطیسی آرمیچر را به سمت هسته می‌کشد و تیغه‌ی متحرک را جابجا می‌کند. بدین ترتیب اتصال COM از کنتاکت NC جدا شده و به کنتاکت NO وصل می‌شود. به محض قطع شدن جریان بوبین، میدان مغناطیسی از بین می‌رود و فنر، آرمیچر را به وضعیت اولیه بازمی‌گرداند؛ در نتیجه COM دوباره به NC متصل شده و مدار به حالت اولیه باز می‌گردد. این فرآیند به رله امکان می‌دهد که مثل یک کلید دو حالت پایدار (وصل/قطع) را بین دو مدار برقرار کند.
در رله‌های الکترومکانیکی معمول، سیم‌پیچ با ولتاژهای استاندارد (مثلاً ۱۲V، ۲۴V، ۱۱۰V یا ۲۲۰V DC/AC بسته به نوع رله) تغذیه می‌شود. کنتاکت‌های خروجی نیز دارای ظرفیت ولتاژ و جریان مشخصی هستند که نباید از آن تجاوز شود. به عنوان نمونه، یک رله کوچک ممکن است ولتاژ کنتاکت تا ۲۴۰ ولت AC و جریان تا ۵ آمپر را تحمل کند. عبور جریان‌های بالاتر می‌تواند باعث داغ شدن و آسیب دیدن کنتاکت‌ها یا حتی جوش خوردن آن‌ها شود. برای بارهای القایی (مثل موتورها) نیز باید اثر قوس الکتریکی در هنگام قطع شدن مدار در نظر گرفته شود، چرا که آرک ناشی از قطع جریان می‌تواند به تیغه‌ها آسیب بزند و عمر رله را کاهش دهد. به همین دلیل در کاربردهای القایی یا توان بالا معمولاً از مدارهای محافظ (مثل مدار اسنابر یا دیود هرزگرد) در کنار رله استفاده می‌شود یا سراغ کنتاکتورهایی می‌روند که برای این منظور ساخته شده‌اند.
رله‌های SSR (حالت جامد) از نظر ساختار داخلی کاملاً با رله‌های مکانیکی تفاوت دارند. در SSR به جای سیم‌پیچ و آرمیچر، یک مدار الکترونیکی وجود دارد که شامل قطعاتی مانند اپتوکوپلر (برای ایزوله کردن ورودی از خروجی) و عناصر نیمه‌هادی سوئیچینگ قدرت (تریاک، ترانزیستور قدرت یا MOSFET، تریستور و غیره) است. هنگام اعمال سیگنال کنترلی (مثلاً ولتاژ DC کوچک) به ورودی SSR، مدار داخلی فعال شده و قطعه نیمه‌هادی را در خروجی رسانا (ON) می‌کند. این کار مشابه بسته شدن کنتاکت در رله مکانیکی است، با این تفاوت که هیچ جزء فیزیکی حرکت نمی‌کند. در نتیجه، زمان سوئیچ می‌تواند بسیار کم (در حد میکروثانیه) باشد و قطعه در هنگام سوییچ بی‌صدا است. همچنین چون جرقه و آرک الکتریکی در SSR وجود ندارد، استهلاک ناشی از سوختن کنتاکت‌ها منتفی است و SSR عمر سوئیچینگ بسیار بالایی دارد. اما به دلیل ماهیت الکترونیکی، SSRها هنگام عبور جریان از خود تلفات حرارتی ایجاد می‌کنند که باید dissipate شود (نیاز به گرابری و خنک‌کننده دارد). مجموع این ویژگی‌ها باعث می‌شود SSR گزینه مناسبی برای سوئیچ کردن بارها با سرعت و دفعات بالا یا در محیط‌های خاص باشد، هرچند در کاربردهای جریان بسیار بالا هزینه و گرمای تولیدی آن‌ها قابل توجه است.
به طور کلی، چه در رله‌های الکترومکانیکی و چه در SSR، هدف ساختار داخلی یک چیز است: جدا کردن مدار کنترل از مدار قدرت و ایجاد یک ارتباط الکتریکی کنترل‌شونده. این ساختار به مهندسین اجازه می‌دهد بدون اتصال مستقیم دو مدار (که ممکن است از نظر ولتاژ و جریان ناسازگار باشند)، بتوانند به شکل امنی یکی را توسط دیگری کنترل کنند.
معرفی کنتاکتور و شباهت‌ها و تفاوت‌های کلیدی آن با رله
کنتاکتور (Contactor) نیز مانند رله یک کلید کنترل‌شونده با مدار فرمان است، اما به طور خاص برای سوئیچ کردن مدارهای قدرت با جریان بالا طراحی شده است. به عبارت دیگر، کنتاکتور نوعی رله الکترومغناطیسی بزرگ به‌شمار می‌آید که می‌تواند توان‌های بالاتر و بارهای سنگین‌تر را به دفعات مکرر قطع و وصل کند. ساختار کنتاکتور شباهت کلی به رله دارد و شامل یک بوبین (الکترومگنت)، مجموعه کنتاکت‌ها و یک محفظه عایق‌بندی و محافظ است. هنگامی که ولتاژ به بوبین کنتاکتور اعمال شود، میدان مغناطیسی ایجاد شده تیغه‌های کنتاکت قدرت را به هم وصل می‌کند و با قطع شدن ولتاژ، فنرها تیغه‌ها را جدا کرده و مدار را قطع می‌کنند. این مکانیسم پایه‌ای تقریباً همان چیزی است که در رله‌های الکترومکانیکی رخ می‌دهد.
شباهت‌ها: رله و کنتاکتور هر دو برای قطع و وصل جریان در مدار الکتریکی از راه دور به کار می‌روند و هر دو از انرژی الکترومغناطیسی برای تغییر وضعیت کنتاکت‌های خود استفاده می‌کنند. در واقع اصول عملکرد آن‌ها یکسان است: یک مدار فرمان کوچک (سیم‌پیچ) که یک مدار قدرت را کنترل می‌کند. هر دوی این تجهیزات به منظور افزایش ایمنی و قابلیت کنترل در مدارهای الکتریکی به کار گرفته می‌شوند تا اپراتور یا سیستم کنترلی بتواند بدون دسترسی مستقیم به مدار قدرت، آن را کنترل یا ایزوله کند.
با وجود شباهت‌های ذکر شده، کنتاکتور و رله یکسان نیستند و نمی‌توان به طور کامل یکی را جایگزین دیگری کرد. تفاوت‌های مهمی میان آن‌ها وجود دارد که سبب می‌شود هر کدام برای وظایف مشخصی مناسب باشند. در ادامه، به تفکیک جنبه‌های مختلف، تفاوت‌ها و وجه تمایز این دو قطعه را بررسی می‌کنیم:
- ظرفیت جریان و ولتاژ: اولین و مهم‌ترین تفاوت رله و کنتاکتور در توان و ظرفیتی است که می‌توانند کنترل کنند. رله‌های معمولی اغلب برای جریان‌های پایین‌تر (مثلاً زیر ۱۰ آمپر) و ولتاژهای حداکثر حدود ۲۴۰ تا ۲۵۰ ولت طراحی می‌شوند. در مقابل، کنتاکتورها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که قادر به تحمل جریان‌های بسیار بالاتر (ده‌ها تا صدها آمپر و حتی در موارد صنعتی خاص تا چند هزار آمپر) و ولتاژهای فشار قوی‌تر (معمولاً تا حدود ۱۰۰۰ ولت) باشند. برای مثال یک کنتاکتور بزرگ می‌تواند جریان یک موتور 50 آمپری سه‌فاز را سوئیچ کند، در حالی که استفاده از یک رله کوچک برای چنین جریانی عملاً ممکن نیست و منجر به سوختن یا چسبیدن کنتاکت‌های رله خواهد شد.
- نوع کنتاکت‌ها و طراحی داخلی: رله‌ها بسته به نیاز می‌توانند دارای ترکیب کنتاکت نرمال‌باز (NO) یا نرمال‌بسته (NC) و یا هر دو باشند؛ یعنی ممکن است وقتی رله بی‌برق است مدار متصل به آن وصل (از طریق NC) باقی بماند یا بالعکس قطع باشد. این در حالی است که کنتاکتورهای قدرت تقریباً همواره با کنتاکت‌های اصلی نرمال‌باز طراحی می‌شوند. به این معنا که در حالت بی‌برقی هیچ ارتباطی بین ورودی و خروجی کنتاکتور وجود ندارد و مدار قدرت کاملاً باز است – این یک ویژگی ایمنی مهم در طراحی کنتاکتور است تا هنگام قطع تغذیه، به صورت پیش‌فرض جریان به بار نرسد. هرچند کنتاکتورها ممکن است تیغه‌های کمکی NC یا NO هم داشته باشند، اما این تیغه‌ها برای استفاده در مدار فرمان و اعلام وضعیت به کار می‌روند و جزئی از مدار قدرت اصلی نیستند. نکته دیگر آن‌که کنتاکتور می‌تواند چند پل را به طور همزمان وصل کند بدون آن‌که پایه مشترکی بین آن‌ها باشد (مثلاً سه خط فاز را همزمان قطع و وصل می‌کند)، در حالی که رله‌های معمولی برای سوئیچ دو خط نیاز به پایه مشترک دارند و معمولاً یک خط مشترک (مثلاً نول) بین ورودی و خروجی برقرار است. به علاوه، تعداد کنتاکت‌های قدرت در رله معمولاً محدود به یکی دو عدد است (مثلاً یک رله SPDT یک تیغه‌ی متحرک دارد که بین دو کنتاکت NO و NC جابجا می‌شود)، اما کنتاکتورهای سه‌فاز سه کنتاکت اصلی دارند که به صورت مکانیکی به هم لینک شده‌اند و با هم عمل می‌کنند تا هر سه فاز برق را همزمان سوئیچ کنند. از لحاظ طراحی فیزیکی نیز رله‌ها اغلب کوچکتر و فشرده‌تر هستند، در حالی که کنتاکتورها جثه بزرگ‌تری دارند و مجهز به اجزای محافظتی در ساختار خود می‌باشند (مانند محفظه اطفاء جرقه روی هر پل).
- کاربرد و تعداد فاز: رله‌ها عمدتاً در مدارهای فرمان و کنترل تکفاز یا DC به کار می‌روند؛ برای مثال کنترل روشنایی، کنترل سیگنال‌های الکترونیکی، مدارات منطقی و مواردی که بار چندان بزرگی در کار نیست. در مقابل، کنتاکتورها عنصر اصلی مدارهای قدرت سه‌فاز محسوب می‌شوند و برای سوئیچینگ بارهای سنگین مانند موتورهای صنعتی، کمپرسورها، هیترهای بزرگ، بانک‌های خازنی و … استفاده می‌شوند. البته کنتاکتورهای تکفاز هم وجود دارند (مثلاً برای کولرهای خانگی)، اما طراحی کلی آن‌ها همچنان برای تحمل جریان زیاد است. به طور خلاصه، اگر کاربرد مورد نظر یک مدار قدرت با جریان/توان بالا باشد (خصوصاً در سیستم‌های سه‌فاز)، از کنتاکتور استفاده می‌شود و اگر یک مدار کنترل کوچک یا بار سبک مدنظر باشد، رله انتخاب می‌گردد. این تفاوت در کاربرد، ریشه در تفاوت ظرفیت ذکرشده دارد و انتخاب نادرست هر یک می‌تواند مشکل‌ساز شود (استفاده از رله در مدار سنگین خطر سوختن رله را دارد و استفاده از کنتاکتور در مدار کوچک، هزینه و اشغال فضای غیرضروری).
- دوام و قابلیت اطمینان (ویژگی‌های ایمنی): از آنجا که کنتاکتورها برای کاربردهای صنعتی سنگین طراحی شده‌اند، دوام مکانیکی و الکتریکی بالاتری نسبت به رله‌ها دارند. کنتاکتورها می‌توانند تعداد دفعات قطع و وصل بسیار بیشتری را در طول عمر خود تحمل کنند، به‌خصوص اگر تحت بار نامی خود کار کنند. همچنین طراحی داخلی کنتاکتور شامل ویژگی‌های ایمنی است که در رله‌های معمولی یافت نمی‌شود. برای مثال، در کنتاکتورها معمولاً از فنرهای قوی پشت کنتاکت‌ها استفاده می‌شود تا هنگام قطع شدن برق، تیغه‌ها را به سرعت از هم جدا کنند و از جوش خوردن کنتاکت‌ها به یکدیگر جلوگیری شود. این امر به ویژه در جریان‌های بالا مهم است، چون ممکن است به علت کشیده شدن قوس یا چسبندگی فلزات، تیغه‌ها در هم جوش بخورند و حتی با قطع برق نیز مدار بسته بماند که بسیار خطرناک است. علاوه بر فنر، بیشتر کنتاکتورهای قدرت دارای محفظه یا سپر جرقه‌گیر (Arc Chute) بر روی کنتاکت‌ها هستند تا قوس الکتریکی ایجادشده در لحظه قطع را سریعا خنثی و خاموش کنند. مسیر قوس در این محفظه‌ها طولانی شده و به دیواره‌های دندانه‌داری برخورد می‌کند تا انرژی آن مستهلک شود. از سوی دیگر، رله‌های کوچکتر به دلیل جریان کم، معمولاً نیازی به چنین تمهیداتی ندارند و فاقد سیستم اطفاء جرقه یا فنرهای ضدچسبندگی ویژه هستند. نکته مهم دیگر هماهنگی کنتاکتور با رله‌های حفاظتی (اورلود) است: تقریباً همه کنتاکتورهای موتوری همراه با رله حرارتی یا رله اضافه‌بار در مدار نصب می‌شوند که در صورت کشیده شدن جریان بیش از حد برای مدت معین، فرمان قطع کنتاکتور را بدهد. این اورلود (که ممکن است بی‌متال یا دیجیتال باشد) از تجهیزات پایین‌دستی در برابر آسیب ناشی از اضافه‌جریان محافظت می‌کند. در رله‌های معمولی چنین مکانیزم حفاظتی یکپارچه‌ای مرسوم نیست. مجموع این عوامل باعث می‌شود کنتاکتور بتواند به طور مطمئن و ایمن در شرایط پرفشار عمل کند و عمر طولانی‌تری در کاربردهای صنعتی داشته باشد، در حالی که رله‌ها در شرایط کار مداوم و پربار ممکن است سریع‌تر فرسوده شوند.
به طور خلاصه، رله‌ها کوچکتر، ارزان‌تر و مناسب کارهای سبک‌تر و کنترل سیگنال هستند و کنتاکتورها بزرگتر، گران‌تر اما بادوام‌تر و ایمن‌تر برای بارهای سنگین می‌باشند. هر کدام استانداردها و طراحی مخصوص به خود را دارند و انتخاب میان آن‌ها باید با توجه به نیاز مدار انجام شود.
مقایسه موردی و جدول‌بندی شده میان رله و کنتاکتور
برای جمع‌بندی مطالب گفته‌شده، جدول زیر مقایسه‌ی رو در رویی را بین ویژگی‌های کلیدی رله و کنتاکتور ارائه می‌دهد:
(مقادیر عددی جریان/ولتاژ فوق به طور معمول و عمومی ذکر شده‌اند. ممکن است برخی رله‌ها یا کنتاکتورهای خاص خارج از این محدوده‌ها عمل کنند، اما در اکثر کاربردهای استاندارد این ارقام صادق هستند.)
از جدول بالا ملاحظه می‌شود که کنتاکتور و رله علی‌رغم هدف یکسان (کنترل مدار)، از لحاظ توان قابل کنترل، ساختار کنتاکت‌ها، ابعاد و ویژگی‌های حفاظتی تفاوت‌های چشمگیری دارند. بنابراین انتخاب بین آن‌ها کاملاً وابسته به نیاز مدار و شرایط کاربرد است.
جمع‌بندی پایانی: انتخاب بین رله و کنتاکتور
رله و کنتاکتور هر دو قطعات ضروری در مدارات الکتریکی برای کنترل جریان برق هستند، اما کاربرد بهینه هر یک متفاوت است. به طور خلاصه، در مدارها و دستگاه‌های با توان و جریان پایین (مثلاً زیر ۱۰ آمپر یا تکفاز تا چند کیلووات)، رله گزینه مناسب‌تری محسوب می‌شود. رله‌ها ارزان‌ترند، فضای کمتری اشغال می‌کنند و به راحتی می‌توانند وظایف کنترلی، منطقی یا حفاظتی سبک را انجام دهند. برای مثال، برای روشن و خاموش کردن یک لامپ نشانگر، فرمان دادن به یک آژیر کوچک یا سویچ کردن سیگنال‌های الکترونیکی، به کار بردن رله کاملاً کافی و مقرون‌به‌صرفه است.
در مقابل، در مدارهای قدرت با جریان یا ولتاژ بالا و هر جایی که قطع و وصل مطمئن یک منبع تغذیه قوی مطرح است، باید از کنتاکتور استفاده کرد. به عنوان نمونه، راه‌اندازی و کنترل موتورهای سه‌فاز، پمپ‌های صنعتی، المنت‌های حرارتی پرقدرت یا توزیع برق یک کارگاه صنعتی همگی مستلزم استفاده از کنتاکتور هستند. کنتاکتور با ساختار مستحکم خود می‌تواند این بارهای سنگین را به شکل ایمن کنترل کند و در صورت بروز خطا (مثلاً اضافه‌بار) در همکاری با رله‌های حفاظتی مناسب، مدار را به موقع قطع کند. همچنین در کاربردهایی که ایمنی حیاتی است – مثلاً دستگاهی که عدم قطع به‌موقع آن می‌تواند خطر جانی یا خسارت مالی در پی داشته باشد – استفاده از کنتاکتور به دلیل داشتن ملزومات ایمنی (فنر، محفظه آرک، اورلود و غیره) ضروری است.بنابراین، معیار اصلی در انتخاب بین رله و کنتاکتور میزان جریان/توان مدار، اهمیت ایمنی و دفعات عملکرد سوئیچ است. اگر بار الکتریکی کم‌توان بوده و ویژگی‌های ایمنی ویژه‌ای نیاز نباشد، یک رله معمولی بهترین انتخاب است و پیچیدگی و هزینه اضافه تحمیل نمی‌کند. اما هرگاه با توان‌های بالا سروکار داریم یا قطع ایمن مدار اهمیت بالایی دارد، حتماً باید از کنتاکتور (همراه تجهیزات حفاظتی مناسب) استفاده شود تا مدار به شکل صحیح و استاندارد مدیریت گردد. شناخت دقیق تفاوت‌های این دو قطعه به ما کمک می‌کند در طراحی و نگهداری سیستم‌های برقی تصمیم درستی بگیریم و از بروز مشکلاتی نظیر آسیب به تجهیزات یا خطرات ایمنی جلوگیری کنیم. با درنظرگرفتن نکات گفته‌شده، می‌توان نتیجه گرفت که رله و کنتاکتور هر دو اجزای مکمل و لازم در برق صنعتی هستند و هر یک در جای خود کاربردی بی‌بدیل دارند.
