เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าแอปพลิเคชั่นระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่มีรีเลย์เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ รีเลย์เป็นสวิตช์ธรรมดาที่ทำงานได้ทั้งทางไฟฟ้าและทางกลไก ประกอบด้วยชุดของหน้าสัมผัสและแม่เหล็กไฟฟ้าโดยใช้กลไกการสลับ มีหลักการทำงานอื่นที่แตกต่างกันไปตามการใช้งาน มีรีเลย์ประเภทใดบ้าง
ทำไมมันถึงได้ผล
การทำงานหลักของรีเลย์เกิดขึ้นในสถานที่ที่สามารถใช้สัญญาณพลังงานต่ำเท่านั้น อุปกรณ์นี้ยังใช้ในสถานที่ที่ต้องควบคุมหลายวงจรด้วยสัญญาณเดียว การใช้งานของพวกเขาเริ่มต้นขึ้นในระหว่างการประดิษฐ์โทรศัพท์ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสลับสายที่การแลกเปลี่ยนทางโทรศัพท์ พวกเขายังใช้ในการส่งโทรเลขในระยะทางไกล
หลังจากการประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ พวกเขาช่วยดำเนินการทางตรรกะต่างๆ โดยใช้สัญญาณ
ออกแบบ
ผลัดมีสี่ส่วนหลัก:
- แกนเหล็ก
- เกราะเคลื่อนที่
- คอยล์ควบคุม
- สวิตช์กราวด์ทั่วไป
ภาพด้านบนแสดงการออกแบบรีเลย์
นี่คือรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขดลวดล้อมรอบด้วยแกนเหล็ก สำหรับอาร์เมเจอร์ที่เคลื่อนที่ได้ (อาร์มาเจอร์) เช่นเดียวกับหน้าสัมผัสสวิตช์ จะมีเส้นทางที่มีความต้านทานฟลักซ์แม่เหล็กต่ำมาก เกราะที่เคลื่อนย้ายได้นั้นเชื่อมต่อกับแอกซึ่งเชื่อมต่อทางกลไกกับหน้าสัมผัสสวิตช์ ชิ้นส่วนเหล่านี้ยึดไว้อย่างแน่นหนาด้วยสปริง มันสร้างช่องว่างอากาศในวงจรเมื่อรีเลย์ไม่ได้จ่ายไฟ
หลักการทำงาน
ฟังก์ชันจะเข้าใจได้ดีขึ้นโดยพิจารณาจากแผนภาพด้านบนนี้
แผนภาพแสดงองค์ประกอบรีเลย์และวิธีการใช้ แกนเหล็กล้อมรอบด้วยคอยล์ควบคุม ตามที่แสดง กำลังจ่ายให้กับแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านสวิตช์ควบคุมและผ่านหน้าสัมผัส เมื่อกระแสเริ่มไหลผ่านคอยล์ควบคุม แม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกชาร์จ ซึ่งช่วยให้สนามแม่เหล็กมีความเข้มแข็ง
ดังนั้น หน้าสัมผัสแขนส่วนบนจึงเริ่มถูกดึงดูดไปยังขายึดแบบตายตัวที่ต่ำกว่า ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ในทางกลับกัน หากรีเลย์ถูกลดกระแสไฟเมื่อปิดหน้าสัมผัส รีเลย์ก็จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามและทำให้วงจรสมบูรณ์
ทันทีที่กระแสคอยล์ถูกตัด เกราะที่เคลื่อนที่ได้จะกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิมอย่างเข้มแข็ง พลังนี้จะเกือบเท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงแม่เหล็ก นี่คือจุดประสงค์หลักและหลักการทำงานของรีเลย์
ในการผลัด ประเภทของการดำเนินการแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก หนึ่งในนั้นคือการใช้ไฟฟ้าแรงต่ำ สำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าต่ำ การลดสัญญาณรบกวนของวงจรทั้งหมดจะถูกเลือก และสำหรับการใช้งานไฟฟ้าแรงสูง เสียงรบกวนจะต้องลดลงด้วยประกายไฟ
ประวัติผลัดแรก
ในปี 1833 Carl Friedrich Gauss และ Wilhelm Weber ได้พัฒนารีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า แต่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน โจเซฟ เฮนรี มักจะอ้างว่าเขาคิดค้นการถ่ายทอดในปี 1835 เพื่อปรับปรุงรุ่นของโทรเลขไฟฟ้า ซึ่งพัฒนาขึ้นก่อนหน้าในปี 1831
บางคนอ้างว่านักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ Edward Davy "เป็นผู้คิดค้นรีเลย์ไฟฟ้าอย่างแน่นอน" ในโทรเลขของเขา ค.ศ. 1835
นอกจากนี้ อุปกรณ์ธรรมดาที่ตอนนี้เรียกว่ารีเลย์รวมอยู่ในสิทธิบัตรโทรเลขดั้งเดิมของซามูเอล มอร์สในปี 1840
กลไกที่อธิบายไว้ทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายสัญญาณดิจิตอล ส่งสัญญาณโทรเลขซ้ำ ทำให้สัญญาณสามารถเดินทางได้ไกลเท่าที่จำเป็น คำนี้ปรากฏในบริบทของการดำเนินการทางแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่ปี พ.ศ. 2403 รีเลย์แบบเครื่องกลไฟฟ้ามีกี่ประเภท
รีเลย์โคแอกเซียล
มักใช้รีเลย์โคแอกเซียลเป็นรีพีทเตอร์ TR (ส่ง-รับ) ที่สวิตช์เสาอากาศจากเครื่องรับไปยังเครื่องส่ง สิ่งนี้จะช่วยปกป้องอุปกรณ์จากพลังงานสูง
มักใช้ในเครื่องรับส่งสัญญาณที่รวมเครื่องส่งและเครื่องรับไว้ในเครื่องเดียว หมุดได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้สะท้อนพลังงาน RF กลับไปยังแหล่งกำเนิด แต่เพื่อให้มีการแยกระหว่างขั้วของตัวส่งและตัวรับที่สูงมาก อิมพีแดนซ์เฉพาะของรีเลย์จะจับคู่กับสายส่งของอิมพีแดนซ์ของระบบ เช่น 50 โอห์ม
รีเลย์แรงดันไฟ 220V สำหรับบ้าน
รีเลย์สำหรับบ้านใช้บ่อยที่สุด จำเป็นต้องรักษาความปลอดภัยอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทั้งหมด การเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายอินพุตอาจส่งผลเสียต่อการทำงานของอุปกรณ์ กลไกการป้องกันนี้จะตรวจจับการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและป้องกันการเข้าถึงเครือข่าย
หลักการทำงานของรีเลย์นี้ขึ้นอยู่กับการวัดแรงดันไฟ หากเกินหรือต่ำกว่าอัตราที่อนุญาต หน้าสัมผัสรีเลย์จะปิดในช่วงเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจะเปิดขึ้นอีกครั้ง แต่รีเลย์มีหลายประเภท
รีเลย์คอนแทคกำลัง
รีเลย์นี้มีหน้าสัมผัสที่เชื่อมต่อทางกลไกซึ่งกันและกัน (Mechanical Relay) ดังนั้นเมื่อขดลวดได้รับพลังงานหรือยกเลิกพลังงาน การเชื่อมต่อทั้งหมดจะเคลื่อนที่ไปด้วยกัน หากผู้ติดต่อชุดหนึ่งหยุดนิ่ง ผู้ติดต่ออื่นจะไม่สามารถย้ายได้ หน้าที่ของหน้าสัมผัสกำลังคือให้วงจรความปลอดภัยตรวจสอบสถานะ
บังคับบังคับผู้ติดต่อเรียกอีกอย่างว่าบวกการควบคุม", "หน้าสัมผัสเชลย", "หน้าสัมผัสที่เชื่อมต่อกัน", "หน้าสัมผัสที่เชื่อมโยงทางกลไก" หรือ "รีเลย์ความปลอดภัย" รีเลย์ความปลอดภัยเหล่านี้ต้องเป็นไปตามกฎการออกแบบและการก่อสร้างที่กำหนดไว้ในมาตรฐานเครื่องจักรหลัก EN 50205 รีเลย์ที่มีหน้าสัมผัสบังคับทิศทาง (เชื่อมต่อด้วยกลไก)
กฎการออกแบบความปลอดภัยเหล่านี้กำหนดไว้ใน EN 13849-2 "การจำแนกประเภทรีเลย์" เป็น "หลักความปลอดภัยขั้นพื้นฐาน" และ "หลักความปลอดภัยที่ทดสอบแล้ว" ซึ่งใช้กับอุปกรณ์ทั้งหมด รีเลย์หน้าสัมผัสที่บังคับด้วยชุดสัมผัสหลักที่แตกต่างกัน - NO, NC หรือ "Changeover"
ใช้สำหรับขนส่งเครื่องจักร
เครื่องรีเลย์ได้มาตรฐานสำหรับการควบคุมทางอุตสาหกรรม มีหน้าสัมผัสจำนวนมาก (บางครั้งสามารถขยายได้ในภาคสนาม) ที่แปลงได้ง่ายจากคอยล์เปิดปกติเป็นปิดปกติ ขดลวดที่เปลี่ยนได้ง่าย และฟอร์มแฟคเตอร์ที่ช่วยให้สามารถติดตั้งรีเลย์หลายตัวบนแผงควบคุมได้อย่างกะทัดรัด แม้ว่าแผงดังกล่าวเคยเป็นกระดูกสันหลังของระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การประกอบยานยนต์ แต่ตัวควบคุมลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ได้เปลี่ยนเครื่องมือเครื่องรีเลย์ส่วนใหญ่จากแอปพลิเคชันการควบคุมแบบอนุกรม ในรีเลย์ ประเภทเครื่องมีความสำคัญมาก
ให้คุณสลับวงจรด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ ตัวอย่างเช่น วงจรจับเวลาอาจเปลี่ยนพลังงานเป็นเวลาที่กำหนด หลายปีที่ผ่านมารีเลย์เป็นวิธีมาตรฐานในการควบคุมระบบอิเล็กทรอนิกส์ทางอุตสาหกรรม สามารถใช้อุปกรณ์หลายอย่างร่วมกันเพื่อทำหน้าที่ที่ซับซ้อน (ลอจิสติกส์รีเลย์) หลักการของลอจิสติกส์รีเลย์ขึ้นอยู่กับกลไกที่ให้พลังงานและยกเลิกการจ่ายพลังงานให้กับผู้ติดต่อที่เกี่ยวข้อง
กันมอเตอร์
มอเตอร์ไฟฟ้าต้องการการป้องกันจากกระแสไฟเกิน มิฉะนั้น ขดลวดอาจเริ่มละลาย เสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้ อุปกรณ์ที่มีความไวต่อการโอเวอร์โหลดคือรีเลย์ความร้อนซึ่งคอยล์ร้อนแถบ bimetallic หรือหลอมเป็นบัดกรีเพื่อใช้งานหน้าสัมผัสเสริม หน้าสัมผัสเสริมเหล่านี้อยู่ในอนุกรมกับคอยล์คอนแทคมอเตอร์ จึงตัดมอเตอร์ออกเมื่อมีความร้อนสูงเกินไป
ระบบป้องกันความร้อนนี้ทำงานค่อนข้างช้า ทำให้มอเตอร์ดึงกระแสเริ่มต้นที่สูงขึ้นก่อนที่ฟังก์ชันป้องกันจะทำงาน เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิแวดล้อมเดียวกันกับเครื่องยนต์ จะมีการชดเชยอุณหภูมิเครื่องยนต์ที่มีประโยชน์แม้ว่าจะค่อนข้างหยาบ
ระบบป้องกันการโอเวอร์โหลดทั่วไปอีกระบบหนึ่งใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในซีรีส์พร้อมกับวงจรมอเตอร์ ซึ่งคล้ายกับรีเลย์ควบคุม แต่ต้องใช้กระแสไฟลัดที่ค่อนข้างสูงเพื่อขับเคลื่อนหน้าสัมผัส เพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรเนื่องจากกระแสไฟกระชาก การเคลื่อนไหวของสมอถูกหน่วงโดยแผงหน้าปัด
การตรวจจับโอเวอร์โหลดทางความร้อนและแม่เหล็กมักใช้ร่วมกันในรีเลย์ป้องกันมอเตอร์ รีเลย์ไฟฟ้าเกินพิกัดจะวัดกระแสของมอเตอร์และสามารถประมาณอุณหภูมิของขดลวดได้โดยใช้ "แบบจำลองทางความร้อน" ของระบบกระดอง ซึ่งสามารถปรับเพื่อให้การป้องกันที่แม่นยำยิ่งขึ้น
กลไกป้องกันมอเตอร์บางอย่างรวมถึงอินพุตเซ็นเซอร์อุณหภูมิสำหรับการวัดโดยตรงจากเทอร์โมมิเตอร์ที่ติดตั้งในขดลวด
สิ่งที่คุณต้องรู้เมื่อเลือกรีเลย์
คุณควรสังเกตปัจจัยบางประการเมื่อเลือกรีเลย์เฉพาะ
- Protection - ควรสังเกตวิธีการป้องกันต่างๆ เช่น จากการสัมผัสกับขดลวด ช่วยลดการเกิดประกายไฟในวงจรโดยใช้ตัวเหนี่ยวนำ นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงดันไฟเกินที่เกิดจากการเปลี่ยนสัญญาณ
- มองหารีเลย์มาตรฐานที่มีการอนุมัติอย่างเป็นทางการทั้งหมด
- เปลี่ยนเวลา - คุณสามารถใช้เวอร์ชันความเร็วสูงได้
- การให้คะแนน - การให้คะแนนปัจจุบันมีตั้งแต่ไม่กี่แอมป์จนถึง 3000 แอมป์ ในกรณีของแรงดันไฟระบุ พวกมันมีตั้งแต่ 300 W AC ถึง 600 W AC นอกจากนี้ยังมีรุ่นไฟฟ้าแรงสูง (ประมาณ 15,000 โวลต์)
- ประเภทของผู้ติดต่อที่ใช้ - NC, NO หรือผู้ติดต่อที่ปิด
- ขึ้นอยู่กับเป้าหมายของคุณ คุณสามารถเลือกประเภทของห่วงโซ่ได้: "สร้างเพื่อหยุด" หรือ "แยกตัวออกจากการติดต่ออย่างชาญฉลาด"
- สังเกตฉนวนระหว่างวงจรคอยล์และหน้าสัมผัส
รีเลย์แรงดันไฟ 220V สำหรับบ้านด้วย ดังนั้นคุณควรศึกษาแผนผังการทำงานและประเภทการเชื่อมต่อ
