รีเลย์ (DC): กำลังไฟน้อยกว่า 99.9% และตัวเลือกการล็อค: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

การสลับรีเลย์เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของระบบควบคุมไฟฟ้า ย้อนหลังไปถึงอย่างน้อยปี 1833 รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้ารุ่นแรกได้รับการพัฒนาสำหรับระบบโทรเลข ก่อนการประดิษฐ์หลอดสุญญากาศและต่อมาเซมิคอนดักเตอร์ รีเลย์ถูกใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์ กล่าวคือ เมื่อแปลงสัญญาณพลังงานต่ำเป็นสัญญาณพลังงานที่สูงขึ้น หรือเมื่อการสลับโหลดจากระยะไกลเป็นประโยชน์หรือจำเป็น รีเลย์เป็นตัวเลือกที่ล้ำสมัย สถานีโทรเลขเชื่อมโยงกันด้วยลวดทองแดงหลายไมล์ ความต้านทานไฟฟ้าในตัวนำเหล่านั้นจำกัดระยะที่สัญญาณสามารถสื่อสารได้ รีเลย์อนุญาตให้ขยายสัญญาณหรือ "ซ้ำ" ตลอดทาง เนื่องจากไม่ว่าจะเชื่อมต่อรีเลย์ใดก็ตาม แหล่งพลังงานอื่นอาจถูกฉีดเข้าไป เพื่อเพิ่มสัญญาณให้มากพอที่จะส่งสัญญาณต่อไปในสาย

การสลับรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าอาจไม่ใช่เทคโนโลยีล้ำสมัยอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมอุตสาหกรรม และในที่ที่ต้องการหรือจำเป็นต้องใช้สวิตช์แยกไฟฟ้าแบบแยกเดี่ยว รีเลย์โซลิดสเตต ซึ่งเป็นประเภทที่สองของสวิตช์รีเลย์ประเภทหลักสองประเภท มีข้อดีเหนือกว่ารีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า SSR สามารถมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ประหยัดพลังงานมากขึ้น หมุนเวียนเร็วขึ้น และไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

บทความนี้มีจุดประสงค์เพื่อแสดงวิธีง่ายๆ ในการเพิ่มประสิทธิภาพและการทำงานของสวิตช์รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าแบบ DC แบบมาตรฐาน

ไปที่คำแนะนำในการสร้าง

ขั้นตอนที่ 1: รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไป 3 ประเภท

1. Standard Non-Latching (monostable):

• ขดลวดแม่เหล็กเดี่ยวที่ล้อมรอบแกนที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำ
• สวิตช์กระดองอยู่ในสถานะที่มั่นคง (ไม่ได้ดึงเข้า) โดยสปริง
• ต้องใช้แรงดัน DC กับคอยล์ ในขั้วใดขั้วหนึ่ง เพื่อดึงสวิตช์กระดอง
• ต้องใช้กระแสอย่างต่อเนื่องเพื่อดึงดูดชิ้นส่วนขั้วบนกระดองชั่วคราวและคงสถานะนี้ไว้
• ต้องใช้กระแสไฟในการดึงเกราะมากกว่าที่จำเป็นในการยึดไว้

ใช้: วัตถุประสงค์ทั่วไป

2. สลัก (bistable):

ประเภทขดลวดเดี่ยว:

• ขดลวดแม่เหล็กเดี่ยวที่ล้อมรอบแกนกึ่งแม่เหล็กที่ซึมผ่านได้ (ยังคงเป็นแม่เหล็กเล็กน้อย)
• สวิตซ์อาร์เมเจอร์ถูกยึดในสถานะไม่ได้สลัก (ไม่ได้ดึงเข้า) ด้วยสปริง
• ต้องใช้กำลังไฟฟ้ากระแสตรงเพียงพัลส์สั้นๆ เท่านั้นที่จะนำไปใช้กับคอยล์ ในขั้วเดียว เพื่อดึงเข้าและสลักสวิทซ์อาร์มาเจอร์ในสถานะนี้ด้วยแม่เหล็ก
• ต้องใช้พัลส์ขั้วย้อนกลับสั้น ๆ เท่านั้นเพื่อใช้กับคอยล์เพื่อคลายสลัก

ประเภทคอยล์คู่:

• ลวดแม่เหล็กสองขดลวดล้อมรอบแกนกึ่งแม่เหล็กที่ซึมผ่านได้ (ยังคงเป็นแม่เหล็กเล็กน้อย)
• สวิตซ์อาร์เมเจอร์ถูกยึดในสถานะไม่ได้สลัก (ไม่ได้ดึงเข้า) ด้วยสปริง
• ต้องใช้กำลังไฟฟ้ากระแสตรงเพียงพัลส์สั้นเพื่อนำไปใช้กับขดลวดหนึ่งอัน ในขั้วเดียว เพื่อดึงเข้าและสลักสวิทซ์อาร์มาเจอร์ในสถานะนี้ด้วยแม่เหล็ก
• ต้องใช้กำลังไฟฟ้ากระแสตรงเพียงพัลส์สั้นๆ เพื่อนำไปใช้กับขดลวดที่สอง ในขั้วเดียวเพื่อคลายสลัก

การใช้งาน: นอกการควบคุมอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่ใช้สำหรับ RF และการสลับสัญญาณเสียง

3. ประเภทกก:

• ขดลวดแม่เหล็กเดี่ยวที่ล้อมรอบแกนที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำ
• หน้าสัมผัสโลหะสปริงที่เว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิดผนึกแน่นในหลอดแก้ว (กก)
• รีดอยู่ในตำแหน่งใกล้กับขดลวด
• หน้าสัมผัสถูกจัดให้อยู่ในสถานะคงที่โดยความตึงของสปริง
• ต้องใช้แรงดัน DC กับขดลวดไม่ว่าจะมีขั้วใดเพื่อดึงหน้าสัมผัสที่เปิดหรือปิด
• ต้องใช้กระแสอย่างต่อเนื่องเพื่อยึดหน้าสัมผัสด้วยแม่เหล็กในสถานะที่ไม่เสถียร

การใช้ประโยชน์: เกือบจะใช้สำหรับการเปลี่ยนสัญญาณขนาดเล็กเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 2: ข้อดีและข้อเสียของ 3 ประเภท

1. Standard Non-Latching (monostable):

ข้อดี:

• มักจะหาได้ง่ายที่สุด
• เกือบทุกตัวเลือกราคาต่ำสุด
• อเนกประสงค์และเชื่อถือได้
• ไม่จำเป็นต้องใช้วงจรไดรเวอร์

จุดด้อย:

• ไม่ประหยัดพลังงานเมื่อขับเคลื่อนแบบธรรมดา
• เกิดความร้อนเมื่อได้รับพลังงานเป็นระยะเวลานาน
• มีเสียงดังเมื่อเปลี่ยน

2. การล็อค (bistable):

ข้อดี:

• ประหยัดพลังงาน บางครั้งอาจมากกว่า SSR
• เมื่อเปิดใช้งานแล้ว ให้คงสถานะใดสถานะหนึ่งไว้แม้ในขณะที่ไม่มีกระแสไฟ

จุดด้อย:

• พร้อมใช้งานน้อยกว่ารีเลย์มาตรฐาน
• ราคาสูงกว่ารีเลย์มาตรฐานเกือบทุกครั้ง
• โดยปกติแล้ว ตัวเลือกการกำหนดค่าสวิตช์จะน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์มาตรฐาน
• ต้องใช้วงจรขับ

3. กก:

ข้อดี:

มักจะกะทัดรัดที่สุดใน 3 ประเภท

จุดด้อย:

เชี่ยวชาญมากขึ้น มีน้อยลง ตัวเลือกน้อยลง

ขั้นตอนที่ 3: บีบน้ำผลไม้นั้นเหมือนคนขี้เหนียว

วิธีทั่วไปในการลดกระแสยึดของรีเลย์มาตรฐานคือการเชื่อมต่อขดลวดผ่านตัวต้านทานแบบอนุกรมที่มีตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าขนาดใหญ่ขนานกับตัวต้านทาน รีเลย์ที่ไม่มีสลักส่วนใหญ่ต้องการเพียง 2/3 (หรือน้อยกว่า) ของกระแสกระตุ้นเพื่อคงสถานะไว้

เมื่อจ่ายไฟ กระแสไฟกระชากที่เพียงพอที่จะกระตุ้นรีเลย์ จะไหลผ่านขดลวดเมื่อตัวเก็บประจุชาร์จ

เมื่อตัวเก็บประจุถูกชาร์จ กระแสยึดจะถูกจำกัดและจ่ายผ่านตัวต้านทานแบบขนาน

ขั้นตอนที่ 4: เพิ่มความเสียหายอย่างสุดซึ้งของคุณ

รางวัลรองชนะเลิศ สาขา Electronics Tips & Tricks Challenge