อ รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า ทำงานเป็นสวิตช์ควบคุมด้วยไฟฟ้าที่ใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้ากำลังต่ำเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก ดึงดูดเกราะและกลไกการเปิดหรือปิดหน้าสัมผัส จึงเป็นการสลับวงจรโหลดกำลังสูง ซึ่งให้การแยกกระแสไฟฟ้าและช่วยให้ลอจิกแรงดันต่ำสามารถควบคุมระบบไฟฟ้าแรงสูง/กระแสสูงได้อย่างปลอดภัย รีเลย์สัญญาณขนาดเล็กทั่วไปจัดการกระแสควบคุมได้ต่ำถึง 20mA ในขณะที่สลับโหลดเป็น 10A/250V AC ซึ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงความสามารถพื้นฐาน "การควบคุมขนาดเล็กขนาดใหญ่"
รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าอาศัยกฎของแอมแปร์และแรงดึงดูดของแม่เหล็ก เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านคอยล์รีเลย์ จะทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กที่เคลื่อนที่ผ่านแกนเฟอร์โรแมกเนติก แอก และกระดอง แรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะเอาชนะแรงตึงของสปริง โดยดึงกระดองเข้าหาแกนกลาง กระดองที่เคลื่อนที่จะถ่ายโอนการเคลื่อนไหวไปยังสปริงหน้าสัมผัส โดยเปลี่ยนสถานะของหน้าสัมผัส (ปกติเปิดปิด ปกติปิดเปิด) เมื่อกระแสคอยล์ถูกลบออก สปริงจะคืนกระดองกลับไปยังตำแหน่งที่เหลือ
ข้อมูลเชิงปฏิบัติที่สำคัญ: รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไปแสดงแรงดันปิ๊กอัพ (ต้องใช้งาน) ที่ 70–75% ของแรงดันคอยล์ที่ระบุ สำหรับรีเลย์ 12V DC กระดองจะดึงเข้าได้อย่างน่าเชื่อถือที่ µ8.4V DC ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าตก (ปล่อย) จะอยู่ที่ประมาณ 10% ของค่าที่กำหนด (ประมาณ 1.2V DC) เพื่อให้มั่นใจถึงระยะฮิสเทรีซิส โดยทั่วไปกำลังคอยล์จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 200mW ถึง 1.2W ขึ้นอยู่กับขนาดรีเลย์
รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าทุกตัวประกอบด้วยชิ้นส่วนที่แตกต่างกันหลายส่วนซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อให้เกิดการสวิตช์ที่เชื่อถือได้ การทำความเข้าใจแต่ละส่วนช่วยในการออกแบบและแก้ไขปัญหา
ตัวอย่างโครงสร้าง: ในรีเลย์ DC ความจุสูงสำหรับการจัดเก็บพลังงาน หน้าสัมผัสแบบเบรกสองครั้งและส่วนโค้งระเบิดแม่เหล็กจะดับลงอย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยยืดอายุการใช้งานทางไฟฟ้าเกินกว่า 100,000 รอบที่ 450VDC/50A
การสลับรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าตามลำดับที่กำหนด: การเพิ่มพลังงานของคอยล์ → การสะสมของฟลักซ์ → การรับกระดอง → การถ่ายโอนหน้าสัมผัส → สถานะ ON ที่เสถียร เมื่อไม่มีพลังงาน วงจรตรงกันข้ามก็จะเริ่มขึ้น ระยะเวลาที่แท้จริงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการป้องกันและการจัดลำดับการใช้งาน
สำหรับการใช้งานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง (การชาร์จ EV, อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์) รีเลย์โพลาไรซ์แบบปิดผนึกจะใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อให้การทำงานเร็วขึ้น (<5 มิลลิวินาที) และลดการกัดเซาะของหน้าสัมผัส ผู้ออกแบบต้องคำนึงถึงกระแสไหลเข้าซึ่งอาจเป็นค่าสถานะคงตัว 5–10 เท่า หน้าสัมผัสรีเลย์ต้องมีการลดพิกัดอย่างเหมาะสม
การเลือกรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าต้องได้รับการประเมินพิกัดคอยล์ อัตราหน้าสัมผัส และขีดจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม ตารางด้านล่างสรุปค่าทั่วไปสำหรับรีเลย์เอนกประสงค์และรีเลย์กำลัง ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงในทางปฏิบัติสำหรับวิศวกร
| พารามิเตอร์ | ช่วงทั่วไป / ตัวอย่าง | อิทธิพลต่อการคัดเลือก |
|---|---|---|
| แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของคอยล์ | 5V, 12V, 24V DC, 110V AC | ความเข้ากันได้ของสัญญาณควบคุม |
| ความต้านทานของคอยล์ | 60Ω (5V) ถึง 1.2kΩ (24V) | กำหนดข้อกำหนดการดึงกระแสและไดรเวอร์ของคอยล์ |
| แรงดันไฟฟ้าสลับสูงสุด | 250V AC / 30V DC (ทั่วไป) – สูงสุด 1000VDC (รีเลย์ไฟ DC) | การปราบปรามส่วนโค้งและระดับฉนวน |
| จัดอันดับการติดต่อในปัจจุบัน | 2A – 40A (รีเลย์กำลังไฟ) | ประเภทโหลด: การลดพิกัดของตัวต้านทานและแบบเหนี่ยวนำ (ปัจจัยทั่วไป 0.3 สำหรับโหลดแบบเหนี่ยวนำ) |
| อายุการใช้งานไฟฟ้า (โหลดตัวต้านทาน) | 100,000 – 1,000,000 การดำเนินงาน | ข้อกำหนดด้านอายุขัยของแอปพลิเคชัน |
| ชีวิตเครื่องกล | 10 ล้าน – 50 ล้านรอบ | ความเหมาะสมในการสลับความถี่สูง |
หมายเหตุการออกแบบ: สำหรับโหลดกระแสตรงแบบเหนี่ยวนำ (มอเตอร์ โซลินอยด์) ให้ใช้ฟลายแบ็คไดโอดพาดผ่านคอยล์และป้องกันส่วนโค้งที่เหมาะสม (RC snubber บนหน้าสัมผัส) เพื่อยืดอายุรีเลย์ได้สูงสุดถึง 5 เท่า เมื่อเทียบกับสวิตช์ที่ไม่มีการป้องกัน
การใช้รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าในระบบในโลกแห่งความเป็นจริงต้องให้ความสนใจกับระยะขอบของคอยล์ไดรฟ์ การป้องกันหน้าสัมผัส และการจัดการความร้อน ด้านล่างนี้เป็นคำแนะนำที่สามารถนำไปปฏิบัติได้ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมทั่วไป
ตัวอย่างข้อมูล: ในการใช้งานด้านยานยนต์ รีเลย์ที่ทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อม 85°C ลดแรงคอยล์ลง 20% การเลือกรีเลย์ที่มีแรงดันไฟฟ้าคอยล์ปกติที่ 12V และ 8V แบบดึงเข้า รับประกันการทำงานที่แข็งแกร่งแม้ภายใต้แรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 9V (ISO 16750-2)
การเลือกโทโพโลยีรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยของระบบ ประเภททั่วไปจะขึ้นอยู่กับรูปแบบหน้าสัมผัส ความสามารถในการสลับ และความทนทานต่อสภาพแวดล้อม
เคล็ดลับการเลือก: ตรวจสอบความสามารถในการแตกหักของโหลด DC เสมอ เนื่องจากส่วนโค้งของ DC นั้นดับยากกว่า AC กฎทั่วไป: ระดับแรงดันไฟกระชาก DC ของรีเลย์โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 30–50% ของระดับไฟ AC สำหรับการใช้งานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง ให้จัดลำดับความสำคัญของรีเลย์ที่ได้รับการจัดอันดับโดยเฉพาะสำหรับการสวิตชิ่งไฟฟ้ากระแสตรงด้วยเทคโนโลยีการระเบิดแม่เหล็ก
แผนภาพต่อไปนี้แสดงลำดับการทำงานของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไป ตั้งแต่คำสั่งอินพุตไปจนถึงการสลับโหลด
พารามิเตอร์เรียลไทม์: เวลาใช้งานจริงประกอบด้วยการหน่วงเวลาตัวเหนี่ยวนำคอยล์ (ค่าคงที่เวลา L/R) บวกกับความเฉื่อยเชิงกล สำหรับรีเลย์ 12V, 360Ω (L γ 0.4H) ค่าคงที่เวลาทางไฟฟ้า τ µ 1.1 มิลลิวินาที และเวลาทำงานโดยรวม อยู่ที่ 8 มิลลิวินาที ที่แรงดันไฟฟ้าปกติ นักออกแบบสามารถเร่งการตอบสนองโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ (เช่น แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด 200% เป็นเวลา 10 มิลลิวินาที)
Q1: อะไรคือความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม?
แรงดันไฟฟ้ารับ (ต้องใช้งาน) คือแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ที่ช่วยให้หน้าสัมผัสทั้งหมดเปลี่ยนสถานะได้อย่างน่าเชื่อถือ แรงดันตกคร่อมคือแรงดันคอยล์ที่รับประกันว่ารีเลย์จะปล่อย ฮิสเทรีซีสช่วยให้การทำงานมีเสถียรภาพและหลีกเลี่ยงการพูดพล่อยๆ อัตราส่วนมาตรฐาน: กระบะ µ 70% V ชื่อ , การออกกลางคัน data 10%V ชื่อ .
คำถามที่ 2: อุณหภูมิแวดล้อมส่งผลต่อประสิทธิภาพของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าอย่างไร
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความต้านทานของคอยล์ และลดจำนวนแอมแปร์เทิร์นที่มีอยู่ ทุกๆ 20°C ที่สูงกว่า 20°C แรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะเพิ่มขึ้น ~8% อุณหภูมิคอยล์ที่อนุญาต (ระดับฉนวน) จำกัดการทำงานต่อเนื่อง แนะนำให้ลดแรงดันไฟฟ้าคอยล์ลง 10% ที่สภาพแวดล้อมสูงเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน
คำถามที่ 3: ฉันสามารถใช้รีเลย์พิกัด AC สำหรับโหลด DC ได้หรือไม่
ไม่แนะนำหากไม่มีการตรวจสอบอย่างรอบคอบ รีเลย์ AC อาศัยการข้ามศูนย์เพื่อดับส่วนโค้ง ส่วนโค้งกระแสตรงมีความต่อเนื่องและทำให้เกิดการกัดเซาะหน้าสัมผัสอย่างรวดเร็ว เว้นแต่แผ่นข้อมูลรีเลย์จะให้คะแนนการสลับ DC อย่างชัดเจน ให้เลือกรีเลย์ DC เฉพาะหรือใช้วิธีไฮบริดที่มีการปราบปรามส่วนโค้งภายนอก
คำถามที่ 4: โหมดความล้มเหลวทั่วไปของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?
การเชื่อมแบบสัมผัส (การไหลเข้าสูง), การเผาไหม้ของคอยล์ (แรงดันไฟฟ้าเกินหรือความร้อนสูงเกินไปเป็นเวลานาน), การกัดกร่อนของการสัมผัส (การปิดผนึกความชื้นไม่เพียงพอ) และความล้าทางกลหลังจากหลายล้านรอบ การลดพิกัดและการปราบปรามคอยล์ที่เหมาะสมจะช่วยลดความล้มเหลวเหล่านี้ได้อย่างมาก
คำถามที่ 5: จะเลือกระหว่างโซลิดสเตตรีเลย์และรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างไร
รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าให้กระแสรั่วไหลเล็กน้อยเมื่อปิด (<1µA) การแยกกระแสไฟฟ้า ความต้านทานออนต่ำ (mΩ) และทนทานต่อแรงดันไฟกระชากได้ดี ใช้รีเลย์ EM เพื่อประสิทธิภาพสูง การสร้างความร้อนต่ำ และโหลดแบบผสม SSR เหมาะกับการสลับความถี่สูงและการทำงานแบบเงียบ แต่มีการรั่วไหลนอกสถานะและแรงดันไฟฟ้าตกที่สูงกว่า
สรุปทางเทคนิค: รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าให้การแยกกัลวานิกที่แข็งแกร่งและประหยัดพร้อมความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ด้วยการทำความเข้าใจพารามิเตอร์พื้นฐาน เช่น การหยิบ/ปล่อยคอยล์ วัสดุหน้าสัมผัส และการลดพิกัดเฉพาะโหลด วิศวกรจึงสามารถดำเนินการโดยไม่ต้องบำรุงรักษามานานหลายทศวรรษในการใช้งานตั้งแต่ระบบยานยนต์ไปจนถึงระบบพลังงานหมุนเวียน
ลิขสิทธิ์ © 2015-2021, เจ้อเจียงจงซินนิวพลังงานเทคโนโลยี จำกัด สงวนลิขสิทธิ์การสนับสนุนทางเทคนิค：คลาวด์อัจฉริยะ ผู้ผลิตรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า โรงงานรีเลย์จีน
ภาษาอังกฤษ
