th
ข่าว
บ้าน / ข่าว / ข่าวอุตสาหกรรม / วงจร Latching Relay ลดพลังงานสแตนด์บายอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับการสลับแบบทั่วไป
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานของ รีเลย์ล็อค และการบำรุงรักษาสถานะ
ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบธรรมดา รีเลย์ ขึ้นอยู่กับขดลวดที่มีพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อยึดหน้าสัมผัสไว้ในตำแหน่งที่กำหนด เมื่อพลังงานโมเมนต์ถูกลบออกไป สปริงจะคืนเกราะกลับคืนสู่สถานะเริ่มต้น ลักษณะการทำงานนี้ใช้ได้ดีสำหรับงานควบคุมหลายอย่าง แต่ยังหมายถึงคอยล์จะดึงกระแสนานตราบเท่าที่วงจรสวิตซ์ยังต้องทำงานอยู่ ซึ่งอาจอยู่ในช่วงตั้งแต่วินาทีถึงปีในระบบตรวจสอบหรือวัดแสงบางระบบ
อ รีเลย์ล็อคไฟฟ้า ถูกสร้างขึ้นโดยใช้หลักการทางกลที่แตกต่างกัน แทนที่จะอาศัยการจ่ายพลังงานของคอยล์อย่างต่อเนื่อง จะใช้สลักแม่เหล็ก การหน่วงทางกล หรือการจัดเรียงคอยล์คู่ที่ยึดกระดองให้อยู่กับที่เมื่อถูกเคลื่อนย้าย พัลส์กระแสสั้นจะเปลี่ยนสถานะ ไม่จำเป็นต้องมีกระแสไฟฟ้าเพิ่มเติมเพื่อรักษาไว้ ความแตกต่างในการออกแบบเดียวนี้เป็นเหตุผลที่อุปกรณ์ล็อคมีการระบุมากขึ้นในแอปพลิเคชันที่พลังงานสแตนด์บายมีความสำคัญมากเท่ากับความเร็วในการเปลี่ยน
ผลในทางปฏิบัติของการก่อสร้างนี้คือ รีเลย์ state maintenance โดยไม่ต้องป้อนพลังงานอย่างต่อเนื่อง เมื่อตั้งค่าแล้ว ตำแหน่งหน้าสัมผัสจะได้รับการแก้ไขโดยกลไกหรือทางแม่เหล็ก และจะยังคงอยู่ต่อไปจากการถูกไฟฟ้าขัดข้อง การหยุดทำงานชั่วคราว หรือการรีเซ็ตตัวควบคุมโดยไม่ต้องเปลี่ยนกลับโดยไม่ได้ตั้งใจ นี่เป็นความแตกต่างที่มีความหมายจากรีเลย์มาตรฐาน ซึ่งจะตกลงไปที่ตำแหน่งเปิดหรือปิดตามปกติเสมอเมื่อกำลังของคอยล์หายไปทันที
เหตุใดการบำรุงรักษาสถานะรีเลย์จึงมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระบบควบคุมไม่ค่อยได้รับชัยชนะจากการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่เพียงครั้งเดียว มันสะสมมาจากการตัดสินใจในการออกแบบเล็กๆ น้อยๆ มากมาย และกระแสการยึดคอยล์เป็นหนึ่งในปัจจัยที่ถูกมองข้ามมากที่สุดในการดึงพลังงานสำรอง พิจารณาแผงควบคุมแบบกระจายที่มีรีเลย์หลายสิบตัว โดยแต่ละตัวจะคอยจับคอยล์ที่มีพลังงานตลอดเวลาเพื่อรักษาหน้าสัมผัสแบบปิดสำหรับกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงช้า เช่น การควบคุมวาล์วชลประทาน การกำหนดเส้นทางโซน HVAC หรือวงจรไฟสแตนด์บาย
ในสถานการณ์ดังกล่าว คอยล์รีเลย์ทุกตัวแสดงถึงโหลดปรสิตเล็กน้อยแต่ต่อเนื่องกัน คูณด้วยจำนวนรีเลย์ในแผง จำนวนแผงในโรงงาน และจำนวนชั่วโมงต่อปีที่ระบบทำงาน และปริมาณการใช้รวมจะสามารถวัดได้จากค่าพลังงาน การออกแบบสลักช่วยขจัดการดึงปรสิตนี้ออกไปเกือบทั้งหมด เนื่องจากการคงกระแสตกให้ใกล้ศูนย์ระหว่างการสลับเหตุการณ์
อาร์กิวเมนต์ประสิทธิภาพหลักสำหรับรีเลย์แบบล็อคไม่ได้เกี่ยวกับความเร็วในการเปลี่ยนหรือระดับการสัมผัส เป็นเรื่องเกี่ยวกับการกำจัดกระแสที่ไม่เคยทำงานที่เป็นประโยชน์เมื่อผู้ติดต่อเปลี่ยนสถานะไปแล้ว
สิ่งนี้สำคัญที่สุดในระบบสามประเภท:
- อุปกรณ์ภาคสนามที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งการสแตนด์บายทุกมิลลิแอมป์จะทำให้ระยะเวลาการบริการสั้นลง
- แผงขนาดใหญ่ที่มีคอยล์หลายสิบหรือหลายร้อยคอยล์จ่ายไฟพร้อมกันเป็นเวลานาน
- การติดตั้งจากระยะไกลหรือแบบไม่ต้องดูแล ซึ่งรัฐต้องรอดจากการสูญเสียพลังงานโดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่สำรองหรือซุปเปอร์คาปาซิเตอร์
พื้นฐานการออกแบบวงจรรีเลย์ล็อค
แบบฉบับ วงจรรีเลย์ล็อค ใช้คอยล์เดี่ยวที่มีตัวช่วยแม่เหล็กถาวรหรือคอยล์แยกกัน 2 คอยล์ โดยทั่วไปจะมีป้ายกำกับว่าเซ็ตและรีเซ็ต ในการจัดเรียงคอยล์คู่ พัลส์สั้นๆ ผ่านคอยล์ชุดจะเคลื่อนกระดองไปยังตำแหน่งปิด ซึ่งมีตัวหน่วงแม่เหล็กจับอยู่ พัลส์ที่แยกจากกันผ่านคอยล์รีเซ็ตจะปล่อยตัวยับยั้งและขยับเกราะกลับเพื่อเปิด
เนื่องจากพัลส์ต้องการเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาที กระแสเฉลี่ยที่วงจรคอยล์ดึงออกมาเมื่อเวลาผ่านไปจึงเป็นเพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยของสิ่งที่รีเลย์มาตรฐานที่เทียบเท่าจะใช้ในขณะที่ปิดหน้าสัมผัสเดิมค้างไว้อย่างต่อเนื่อง โดยทั่วไปแล้วนักออกแบบจะขับเคลื่อนชุดและรีเซ็ตคอยล์จากวงจรการจ่ายประจุของตัวเก็บประจุหรือเอาท์พุตที่มีกำหนดเวลาสั้นๆ จากไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งช่วยให้วงจรขับเคลื่อนทำได้ง่ายและราคาไม่แพง
รีเลย์เป็นสวิตช์: การเปรียบเทียบการออกแบบแบบล็อคและแบบไม่ล็อค
การเลือกระหว่างสวิตช์แบบแลตช์และรีเลย์แบบธรรมดานั้นขึ้นอยู่กับรอบการทำงานของการใช้งาน ความถี่ในการเปลี่ยนแปลงสถานะ และสถานะจะต้องรอดจากไฟฟ้าขัดข้องหรือไม่ ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างเชิงปฏิบัติที่วิศวกรชั่งน้ำหนักระหว่างการคัดเลือก
| ลักษณะเฉพาะ | รีเลย์ธรรมดา | Latching Relay |
|---|---|---|
| ถือปัจจุบัน | ต่อเนื่องขณะใช้งาน | ใกล้ศูนย์หลังจากเปลี่ยน |
| สภาพหลังการสูญเสียพลังงาน | เปลี่ยนกลับเป็นค่าเริ่มต้น | คงตำแหน่งชุดสุดท้ายไว้ |
| เหมาะกับรอบการทำงานที่ดีที่สุด | การสลับระยะสั้นบ่อยครั้ง | สลับไม่บ่อย, ถือครองนาน |
| ความซับซ้อนของวงจรขับ | สัญญาณต่อเนื่องแบบเรียบง่าย | ต้องตั้งเวลาและรีเซ็ตพัลส์ |
| โปรไฟล์พลังงานทั่วไป | การบริโภคเฉลี่ยที่สูงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป | การบริโภคเฉลี่ยลดลงเมื่อเวลาผ่านไป |
ไม่มีการออกแบบใดที่เหนือกว่าในระดับสากล รีเลย์แบบเดิมยังคงเป็นตัวเลือกที่ง่ายกว่าและคุ้มค่ากว่าสำหรับวงจรที่สลับบ่อยครั้งภายในช่วงเวลาสั้นๆ เนื่องจากวงจรขับเคลื่อนแบบพัลส์แบบล็อคให้ประโยชน์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของการออกแบบการล็อคจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาพักระหว่างเหตุการณ์การสลับเพิ่มขึ้น
ลักษณะการทำงานของรีเลย์ในการเปิดเครื่องและการสิ้นเปลืองพลังงานขณะสแตนด์บาย
คำว่ารีเลย์เปิดเครื่องมักใช้อย่างหลวม ๆ เพื่ออธิบายรีเลย์ใด ๆ ที่เปิดใช้งานเมื่อมีการจ่ายไฟให้กับวงจรเป็นครั้งแรก ด้วยรีเลย์ทั่วไป เหตุการณ์การเปิดเครื่องนี้จะเริ่มต้นการจ่ายพลังงานของคอยล์อย่างต่อเนื่องตราบเท่าที่โหลดสวิตช์จำเป็นต้องยังคงทำงานอยู่ ในระบบที่วัดระยะเวลาดังกล่าวเป็นชั่วโมงหรือวันแทนที่จะเป็นวินาที การดึงพลังงานสำรองจะกลายเป็นตัวแปรการออกแบบที่มีความหมาย แทนที่จะเป็นข้อผิดพลาดในการปัดเศษ
คอยล์ต่อเนื่อง (ทั่วไป) ดึงกระแสไฟตลอดระยะเวลาการระงับ
คอยล์ล็อค (ทั่วไป) ดึงกระแสเฉพาะระหว่างการตั้งค่าหรือรีเซ็ตพัลส์
ผลรวม การผสมผสานระหว่างขนาดแผงและชั่วโมงรันไทม์
ในการติดตั้งภาคสนามที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก วิศวกรมักจำลองงบประมาณด้านพลังงานทั้งหมดในรูปของมิลลิแอมป์ชั่วโมงโดยเฉลี่ยที่ใช้ต่อวัน รีเลย์แบบธรรมดาที่ปิดตลอดเวลาจะใช้กระแสไฟเต็มทุกชั่วโมงในช่วงเวลานั้น สถานะสวิตช์รีเลย์แบบล็อคเพียงวันละครั้งหรือสองครั้งจะใช้กระแสไฟเฉพาะในช่วงพัลส์สั้น ๆ เหล่านั้นเท่านั้น ทำให้ส่วนที่เหลือของวันปราศจากการดึงที่เกี่ยวข้องกับรีเลย์ ความแตกต่างนี้อาจเป็นปัจจัยในการตัดสินใจว่าโหนดเซ็นเซอร์ระยะไกลหรือตัวควบคุมวาล์วสามารถทำงานได้นานหลายเดือนด้วยการชาร์จแบตเตอรี่เพียงครั้งเดียว หรือต้องเข้าเยี่ยมชมสถานที่บ่อยครั้งเพื่อเปลี่ยน
การเลือกโมดูลรีเลย์สำหรับการใช้งานที่ไวต่อพลังงาน
โมดูลรีเลย์ที่มีไว้สำหรับการใช้งานที่คำนึงถึงพลังงานควรได้รับการประเมินมากกว่าแค่พิกัดหน้าสัมผัสและแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ รายการตรวจสอบต่อไปนี้สะท้อนถึงเกณฑ์ที่วิศวกรใช้โดยทั่วไปเมื่อระบุรีเลย์สำหรับการออกแบบที่วิกฤตกำลังสแตนด์บาย
- ยืนยันว่าแอปพลิเคชันต้องการสถานะเพื่อให้รอดพ้นจากไฟฟ้าขัดข้องซึ่งสนับสนุนกลไกการล็อคหรือไม่
- ประเมินความถี่ในการสลับ การสลับไม่บ่อยนักจะเอื้อต่อการออกแบบการล็อค การสลับบ่อยครั้งจะเอื้ออำนวยต่อคอยล์ธรรมดา
- ตรวจสอบระยะเวลาพัลส์และกระแสไฟฟ้าที่ระบุโดยผู้ผลิตเพื่อให้การตั้งค่าและการรีเซ็ตเชื่อถือได้
- ตรวจสอบอัตราการสัมผัสเทียบกับกระแสโหลดและแรงดันไฟฟ้าจริง โดยไม่ขึ้นอยู่กับกลไกการล็อค
- พิจารณาช่วงอุณหภูมิโดยรอบ เนื่องจากแรงต้านแม่เหล็กอาจแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิในบางการออกแบบ
- ตรวจสอบพิกัดอายุการใช้งานของกลไก เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วรีเลย์แบบล็อคจะมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพิ่มเติมในกลไกการหน่วง
ผู้ออกแบบแผงที่ทำงานกับชั้นวางรีเลย์หนาแน่นมักจะสร้างมาตรฐานบนพื้นที่โมดูลรีเลย์เดียวทั่วทั้งโปรเจ็กต์ เพื่อให้สามารถผสมรูปแบบการล็อคและการไม่ล็อคไว้บนโครงร่างบอร์ดเดียวกันได้ ทำให้แต่ละจุดควบคุมสามารถใช้ประเภทใดก็ได้ที่ตรงกับรูปแบบการสลับมากที่สุด โดยไม่ต้องออกแบบแผงใหม่
สถานการณ์การใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง
รีเลย์ล็อคปรากฏในอุตสาหกรรมหลายประเภทซึ่งการคงสถานะอย่างมีประสิทธิภาพมีคุณค่ามากกว่าการหมุนเวียนอย่างรวดเร็ว รูปแบบที่เกิดซ้ำหลายรูปแบบแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีมีแนวโน้มที่จะถูกระบุถึงจุดใด
ระบบอัตโนมัติในอาคาร การวัดแสงยูทิลิตี้ การควบคุมการชลประทาน การตรวจสอบระยะไกล ไฟสแตนด์บาย
ในระบบอัตโนมัติในอาคาร โซนแดมเปอร์และวงจรไฟส่องสว่างที่เปลี่ยนสถานะเพียงไม่กี่ครั้งต่อวันเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับรีเลย์แบบล็อค เนื่องจากแผงควบคุมไม่ได้จ่ายค่าปรับด้านพลังงานอย่างต่อเนื่องสำหรับการคงตำแหน่งคงที่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงกำหนดการช่วงเช้าและเย็น ในการวัดค่าสาธารณูปโภค หน้าสัมผัสแบบล็อคจะถูกใช้เพื่อบันทึกเหตุการณ์การงัดแงะหรือเส้นทางสัญญาณโดยไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องจากแบตเตอรี่เพื่อรักษาสถานะที่บันทึกไว้
ตัวควบคุมวาล์วชลประทานและการเกษตร ซึ่งมักใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก ใช้กลไกการล็อคเพื่อให้วาล์วยังคงเปิดหรือปิดตลอดวงจรการให้น้ำที่ยาวนาน โดยไม่ระบายพลังงานที่เก็บไว้ที่จำกัดที่มีอยู่ในไซต์งาน สถานีตรวจสอบสภาพแวดล้อมระยะไกลใช้ตรรกะเดียวกันในการสลับพลังงานของเซ็นเซอร์ โดยที่เครื่องบันทึกข้อมูลเพียงแค่ต้องเปิดรางเซ็นเซอร์เพื่อดูหน้าต่างการสุ่มตัวอย่างสั้นๆ แล้วปิดอีกครั้ง แทนที่จะเปิดเครื่องไว้อย่างต่อเนื่อง
ข้อควรพิจารณาในการบำรุงรักษาและอายุการใช้งานที่ยืนยาว
การใช้พลังงานของขดลวดที่ลดลงยังมีประโยชน์รองนอกเหนือจากการประหยัดพลังงานโดยตรง นั่นคือการให้ความร้อนแก่ขดลวดอย่างต่อเนื่องน้อยลง คอยล์ที่ถูกยึดไว้ด้วยพลังงานเป็นระยะเวลานานจะก่อให้เกิดความร้อน ซึ่งในการใช้งานเป็นเวลาหลายปีสามารถส่งผลให้ฉนวนมีอายุมากขึ้นและประสิทธิภาพการทำงานค่อยๆ ลดลง คอยล์รีเลย์แบบล็อคที่ส่งกระแสไฟฟ้าเฉพาะในช่วงพัลส์สั้น ๆ จะมีภาระความร้อนโดยเฉลี่ยที่ต่ำกว่า ซึ่งสามารถรองรับอายุการใช้งานที่มีประสิทธิภาพยาวนานขึ้นในการติดตั้งโดยมีระยะเวลาคงค้างนานระหว่างเหตุการณ์การสลับ
กล่าวคือ กลไกการล็อคจะแนะนำข้อควรพิจารณาในการบำรุงรักษาของตนเอง ตัวหน่วงเชิงกลหรือสลักแม่เหล็กเป็นส่วนประกอบเพิ่มเติมที่อาจเกิดการสึกหรอ และโดยทั่วไปผู้ผลิตจะระบุพิกัดอายุการใช้งานเชิงกลในรอบการสลับที่ควรตรวจสอบกับจำนวนการเปลี่ยนแปลงสถานะที่คาดหวังตลอดอายุการใช้งานที่วางแผนไว้ของอุปกรณ์ สำหรับการใช้งานที่มีความถี่ในการสวิตชิ่งสูงมาก อายุการใช้งานเชิงกลนี้อาจกลายเป็นปัจจัยจำกัดมากกว่าการทำความร้อนของคอยล์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการจับคู่ประเภทรีเลย์กับรอบการทำงานจริงจึงยังคงเป็นการตัดสินใจในการออกแบบที่สำคัญ
| ปัจจัย | รีเลย์ธรรมดา Concern | ความกังวลเกี่ยวกับรีเลย์ล็อค |
|---|---|---|
| คอยล์ร้อน | ให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องในช่วงระยะเวลาพัก | ความร้อนน้อยที่สุดเพียงชีพจรเท่านั้น |
| การสึกหรอทางกล | การสึกหรอแบบสปริงกลับแบบมาตรฐาน | การสึกหรอของตัวล็อคหรือสลักเพิ่มเติม |
| รอบการทำงานที่เหมาะสมที่สุด | การสลับความถี่สูง | การสลับความถี่ต่ำและค้างนาน |
คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: อะไรทำให้แลตชิ่งรีเลย์แตกต่างจากรีเลย์มาตรฐาน
รีเลย์แบบล็อคใช้ตัวหน่วงแม่เหล็กหรือสลักแบบกลไกเพื่อคงตำแหน่งหน้าสัมผัสหลังจากตั้งค่าหรือรีเซ็ตพัลส์สั้นๆ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้กระแสคอยล์ต่อเนื่องเพื่อรักษาสถานะ ซึ่งแตกต่างจากรีเลย์มาตรฐานที่ต้องมีพลังงานอยู่เสมอเพื่อให้ยังคงทำงานอยู่
คำถามที่ 2: รีเลย์ล็อคจะสูญเสียสถานะหรือไม่หากไฟฟ้าดับ?
ไม่ เนื่องจากตำแหน่งหน้าสัมผัสถูกยึดไว้โดยกลไกหรือทางแม่เหล็กแทนที่จะเป็นทางไฟฟ้า รีเลย์ล็อคจะคงสถานะที่ตั้งไว้ล่าสุดไว้ผ่านการขัดจังหวะของไฟฟ้า ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบหลักในการติดตั้งแบบอัตโนมัติ
คำถามที่ 3: รีเลย์ล็อคเหมาะสำหรับการใช้งานสวิตชิ่งความถี่สูงหรือไม่
โดยทั่วไปจะเหมาะกว่าสำหรับการสลับไม่บ่อยนักและต้องถือไว้เป็นเวลานาน การใช้งานที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างรวดเร็วและบ่อยครั้งมักจะได้รับบริการที่ดีกว่าโดยรีเลย์ทั่วไป เนื่องจากกลไกการล็อคมีพิกัดอายุการใช้งานเชิงกลของตัวเองซึ่งเชื่อมโยงกับวงจรการสลับ
คำถามที่ 4: การออกแบบสลักสามารถประหยัดพลังงานได้มากเพียงใด
ประหยัดขนาดด้วยเวลายึดและขนาดแผง รีเลย์ที่ปิดไว้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานจะดึงกระแสที่คงอยู่ตลอดเวลา ในขณะที่รีเลย์แบบล็อคจะดึงกระแสเฉพาะในระหว่างการตั้งค่าสั้นๆ และพัลส์รีเซ็ตเท่านั้น ดังนั้น ยิ่งช่วงเวลาระงับนานขึ้น สัดส่วนการออมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
คำถามที่ 5: สิ่งที่ควรตรวจสอบก่อนเลือกโมดูลรีเลย์สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่
ตรวจสอบความถี่สวิตชิ่งที่คาดไว้ อัตราหน้าสัมผัสที่จำเป็นสำหรับโหลด การตั้งค่าและรีเซ็ตกระแสพัลส์ที่ระบุสำหรับโมดูลรีเลย์ และดูว่าแอปพลิเคชันต้องมีสถานะเพื่อให้สามารถทนต่อการสูญเสียพลังงานโดยไม่ต้องใช้วงจรหน่วยความจำที่สำรองแบตเตอรี่หรือไม่
Previous
