หน้าที่ของรีเลย์สัญญาณขนาดเล็กในเส้นทางควบคุมพลังงานต่ำ
A รีเลย์สัญญาณ สร้างขึ้นเพื่อสลับวงจรกระแสต่ำและแรงดันต่ำได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยไม่ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนหรือความต้านทานหน้าสัมผัสที่อาจบิดเบือนสัญญาณการวัดหรือการควบคุม ต่างจากรีเลย์กำลังซึ่งออกแบบมาเพื่อขัดขวางกระแสโหลดจำนวนมาก โดยทั่วไปแล้วรีเลย์สัญญาณจะจัดการกับกระแสในช่วงมิลลิแอมป์ถึงช่วงแอมป์ต่ำ และได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อความเสถียรของหน้าสัมผัสมากกว่าความสามารถในการสลับแบบดิบ
ส่วนประกอบเหล่านี้อยู่ที่ขอบเขตระหว่างการตรวจจับและการตัดสินใจในระบบควบคุม หัววัดอุณหภูมิ พรอกซิมิตี้เซนเซอร์ หรือวงจรวัดแสงมักจะสร้างสัญญาณไฟฟ้าอ่อนๆ ซึ่งจำเป็นต้องกำหนดเส้นทาง แยก หรือรวมทางตรรกะกับสัญญาณอื่นๆ ก่อนที่จะถึงตัวควบคุมหรือตัวบ่งชี้ งานการกำหนดเส้นทางนั้นเป็นที่ที่รีเลย์สัญญาณขนาดเล็กได้รับตำแหน่งบนบอร์ด
รีเลย์สัญญาณขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งระดับ PCB ในวงจรควบคุมและวงจรเครื่องมือวัด
โครงสร้างทั่วไปนิยมใช้พื้นผิวสัมผัสที่เป็นประกายทองหรือแพลเลเดียม เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ต้านทานการสะสมของออกไซด์ที่อาจทำให้เกิดการนำไฟฟ้าเป็นระยะที่กระแสต่ำมาก โหมดความล้มเหลวที่เรียกว่าความล้มเหลวของวงจรแห้ง แรงดันไฟฟ้าของคอยล์โดยทั่วไปมีตั้งแต่ 3 โวลต์ถึง 24 โวลต์ DC ซึ่งตรงกับการจ่ายไฟระดับลอจิกที่พบในตัวควบคุมทางอุตสาหกรรม แผงวัดแสง และอุปกรณ์สื่อสาร
- ขนาดกะทัดรัดเหมาะสำหรับเค้าโครง PCB ที่หนาแน่น
- กำลังดึงคอยล์ต่ำ มักจะต่ำกว่าครึ่งวัตต์
- วัสดุหน้าสัมผัสที่เลือกสำหรับความน่าเชื่อถือระดับสัญญาณมากกว่าความต้านทานส่วนโค้ง
- การใช้งานบ่อยครั้งในมัลติเพล็กซ์ อุปกรณ์ทดสอบ และแผงเครื่องมือวัด
รีเลย์ทำงานเป็นสวิตช์อย่างไร: ตั้งแต่การจ่ายพลังงานของคอยล์ไปจนถึงการปิดหน้าสัมผัส
ที่แกนกลางของรีเลย์ รีเลย์คือตัวแปลระบบเครื่องกลไฟฟ้า โดยปล่อยให้สัญญาณควบคุมขนาดเล็กควบคุมวงจรที่แยกจากกันโดยไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยตรงระหว่างทั้งสอง เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวด สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะดึงกระดองเข้าหาแกนขดลวด การเคลื่อนไหวทางกลนั้นจะเปิดหรือปิดชุดหน้าสัมผัส ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะของวงจรสวิตช์
พฤติกรรมการติดต่อแบบปกติเปิดและแบบปิดปกติ
รีเลย์ส่วนใหญ่ระบุว่าเปิดตามปกติ (NO) ปิดตามปกติ (NC) หรือทั้งสองอย่างรวมกัน หน้าสัมผัสแบบเปิดตามปกติจะยังคงตัดการเชื่อมต่อจนกว่าคอยล์จะถูกจ่ายไฟ ในขณะที่หน้าสัมผัสแบบปิดตามปกติจะยังคงเชื่อมต่ออยู่จนกว่าคอยล์จะดึงกระดองออกไป ผู้ออกแบบเลือกระหว่างการกำหนดค่าเหล่านี้โดยพิจารณาว่าวงจรควบคุมควรตั้งค่าเริ่มต้นเป็นสถานะใช้งานหรือไม่ใช้งานในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ
ปัจจัยการออกแบบในวงจรสวิตชิ่งรีเลย์
เมื่อรีเลย์ทำงานเป็นสวิตช์ภายในโครงร่างบอร์ดที่ใหญ่ขึ้น จำเป็นต้องจัดการเอฟเฟกต์รองหลายอย่าง การเด้งกลับของหน้าสัมผัส ซึ่งเป็นการพูดคุยทางกลไกสั้นๆ ในขณะที่หน้าสัมผัสตกลง สามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงที่ผิดพลาดในวงจรลอจิกที่รวดเร็ว ส่วนประกอบลดส่วนโค้งที่วางอยู่บนขดลวดหรือหน้าสัมผัสจะช่วยลดแรงดันไฟกระชากที่เกิดขึ้นเมื่อโหลดแบบเหนี่ยวนำถูกขัดจังหวะ อายุการใช้งานของกลไกซึ่งคำนวณเป็นล้านๆ ครั้ง โดยทั่วไปจะสูงกว่าอายุการใช้งานทางไฟฟ้ามาก เนื่องจากอายุการใช้งานแบบหลังขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่ถูกสวิตช์จริง
ประเภทรีเลย์ไฟฟ้าและตำแหน่งที่แต่ละอันพอดี
ไม่ใช่ทุกแอปพลิเคชันที่ต้องใช้สถาปัตยกรรมรีเลย์เดียวกัน การเลือกประเภทที่ไม่ถูกต้องมักจะปรากฏขึ้นในภายหลัง เช่น การสึกหรอของหน้าสัมผัสก่อนเวลาอันควร การมีเพศสัมพันธ์ที่ไม่พึงประสงค์ หรืออายุการใช้งานของกลไกที่สั้นตามช่วงเวลาการบริการของแผง
| ประเภทรีเลย์ | คะแนนการติดต่อทั่วไป | ความเร็วในการสลับ | บริบทที่เหมาะสมที่สุด |
|---|---|---|---|
| เครื่องกลไฟฟ้า | 1A ถึง 10A | 5 ถึง 15 มิลลิวินาที | แผงควบคุมทั่วไป ลูกโซ่ |
| กก | 0.5A หรือน้อยกว่า | ต่ำกว่า 1 มิลลิวินาที | การสลับสัญญาณต่ำแบบปิดผนึก |
| โซลิดสเตต | แตกต่างกันไปตามการออกแบบ | ต่ำกว่ามิลลิวินาที ไม่มีการตีกลับทางกลไก | สภาพแวดล้อมที่มีรอบสูงและเสี่ยงต่อการสั่นสะเทือน |
| ล็อค | 1A ถึง 5A | 5 ถึง 10 มิลลิวินาที | การเก็บรักษาสถานะที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือระบบป้องกันความผิดพลาด |
| เวลาล่าช้า | 1A ถึง 10A | ระยะหน่วงเวลาปรับได้ | ลำดับและการเริ่มต้นที่ส่าย |
ในบรรดาประเภทรีเลย์ไฟฟ้าเหล่านี้ กลุ่มระบบเครื่องกลไฟฟ้าและตระกูลกกมีอิทธิพลเหนือการใช้งานระดับสัญญาณ ในขณะที่ตัวแปรโซลิดสเตตกำลังได้รับความนิยม โดยที่ความถี่ในการเปลี่ยนหรือการสึกหรอทางกลกลายเป็นปัจจัยจำกัด
พื้นฐานของหม้อแปลงกระแส: การวัดโหลดโดยไม่ทำให้วงจรแตก
A หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า ทำหน้าที่จุดประสงค์ที่แตกต่างจากรีเลย์ แต่ทั้งสองมักพบบนแผงเดียวกัน แทนที่จะสลับวงจร CT จะลดขนาดกระแสไฟฟ้าปฐมภูมิขนาดใหญ่ลงเป็นกระแสทุติยภูมิขนาดเล็กที่วัดได้อย่างปลอดภัย ขณะเดียวกันก็แยกวงจรการวัดด้วยระบบไฟฟ้าจากตัวนำกระแสไฟฟ้าสูง
หม้อแปลงกระแสแบบหน้าต่างขนาดสำหรับการติดตั้งแบบแคลมป์รอบๆ ตัวนำที่มีอยู่
รูปแบบการก่อสร้างหลัก
หม้อแปลงกระแสส่วนใหญ่ที่ใช้ในการตรวจสอบแผงตกอยู่ในรูปแบบทางกายภาพสามแบบ:
- แกนหน้าต่างหรือแกนวงแหวน โดยที่ตัวนำหลักถูกร้อยเกลียวผ่านช่องเปิดในแกนกลาง
- แบบแท่ง โดยที่แท่งตัวนำคงที่จะเป็นทางเลี้ยวหลัก
- บาดแผลหลัก ซึ่งตัวนำหลักถูกพันผ่านแกนหลายครั้งสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟต่ำ
แต่ละประเภทจะถูกระบุด้วยอัตราส่วนที่ระบุไว้ เช่น 100:5 โดยอธิบายว่ากระแสหลักเกี่ยวข้องกับเอาต์พุตทุติยภูมิที่ป้อนมิเตอร์ รีเลย์ป้องกัน หรืออินพุตการตรวจสอบอย่างไร การแยกส่วนนี้เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ CT เป็นอุปกรณ์มาตรฐานในทุกที่ที่ต้องสังเกตกระแสไฟฟ้าโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับตัวนำ
หน้าสัมผัสรีเลย์สัญญาณเทียบกับหน้าสัมผัสรีเลย์กำลัง: มุมมองแบบเคียงข้างกัน
ความแตกต่างระหว่างรีเลย์ระดับสัญญาณและระดับกำลังจะชัดเจนเมื่อมีการเปรียบเทียบพฤติกรรมการสัมผัสโดยตรง แทนที่จะอธิบายแยกกัน
ติดต่อช่วงปัจจุบัน
รีเลย์สัญญาณ: ต่ำกว่า 2A รีเลย์กำลังไฟ: 10A ขึ้นไป
คอยล์พาวเวอร์ดึง
รีเลย์สัญญาณ: ต่ำกว่า 0.5W รีเลย์กำลังไฟ: 1W หรือมากกว่า
แรงดันไฟฟ้าแยกทั่วไป
รีเลย์สัญญาณ: 1000V ถึง 1500V รีเลย์กำลังไฟ: 2500V หรือสูงกว่า
| คุณสมบัติ | รีเลย์สัญญาณ | รีเลย์ไฟฟ้า |
|---|---|---|
| ติดต่อลำดับความสำคัญของวัสดุ | ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน | ทนต่อส่วนโค้งและความร้อน |
| เวลาตอบสนอง | 3 ถึง 8 มิลลิวินาที | 10 ถึง 20 มิลลิวินาที |
| ตำแหน่งทั่วไป | แผงสัญญาณ PCB หรือราง DIN | แผงควบคุมมอเตอร์และโหลด |
ความน่าเชื่อถือของหน้าสัมผัสรีเลย์: ปัจจัยการออกแบบที่ช่วยยืดอายุการใช้งานของสวิตช์
หน้าสัมผัสรีเลย์ที่ได้รับการจัดอันดับตามอายุการใช้งานหลายปีอาจทำงานล้มเหลวได้ภายในไม่กี่สัปดาห์ หากกระแสไฟที่สวิตช์ลดลงต่ำกว่ากระแสไฟเปียกขั้นต่ำ เนื่องจากพื้นผิวสัมผัสไม่เคยเห็นกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะสลายการเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิว
ความน่าเชื่อถือของการสัมผัสนั้นไม่ค่อยเกี่ยวกับคอยล์หรือชิ้นส่วนทางกลเท่านั้น เงื่อนไขหลายประการกำหนดระยะเวลาที่หน้าสัมผัสรีเลย์ยังคงเชื่อถือได้ในสนาม:
- ต้องรักษากระแสเปียกขั้นต่ำไว้สำหรับหน้าสัมผัสระดับสัญญาณเพื่อหลีกเลี่ยงการนำไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ
- เครือข่าย Snubber ข้ามโหลดอุปนัยช่วยลดการเกิดประกายไฟในขณะที่เปิดหน้าสัมผัส
- ตัวเรือนที่ปิดสนิทจะจำกัดฝุ่นและความชื้นไม่ให้เข้าไปในพื้นที่อุตสาหกรรมที่เปิดโล่ง
- ระดับแรงสั่นสะเทือนและการกระแทกโดยรอบมีความสำคัญกับอุปกรณ์เคลื่อนที่หรือแบบหมุน
A รีเลย์ ชุดประกอบที่กำหนดค่าไว้สำหรับการติดตั้งแบบยึดกับแผงพร้อมตัวเรือนหน้าสัมผัสแบบปิดผนึก
การปิดผนึกด้านสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญอย่างยิ่งในโรงงานที่มีอนุภาคในอากาศ ความชื้น หรือการสั่นสะเทือนเป็นประจำ เช่น สายการบรรจุ พื้นการผลิตสิ่งทอ และเปลือกอุปกรณ์ก่อสร้างกลางแจ้ง
เมื่อรีเลย์สัญญาณและหม้อแปลงกระแสทำงานร่วมกันในระบบตรวจสอบ
ในการออกแบบแผงหลายๆ แบบ หม้อแปลงกระแสและรีเลย์สัญญาณจะถูกจับคู่กันแทนที่จะใช้แยกกัน CT จะตรวจจับกระแสไฟฟ้าบนวงจรที่ได้รับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง โดยป้อนสัญญาณที่มีขนาดเข้าสู่ขั้นตอนการปรับสภาพ เมื่อสัญญาณนั้นข้ามเกณฑ์ที่กำหนด รีเลย์สัญญาณจะเปลี่ยนสถานะเพื่อกระตุ้นสัญญาณเตือน อินเตอร์ล็อค หรือตัวบ่งชี้ โดยไม่เปิดเผยวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าต่ำให้กับตัวนำกระแสไฟฟ้าสูงที่กำลังตรวจสอบ
การจับคู่นี้จะปรากฏขึ้นบ่อยครั้งในสัญญาณเตือนกระแสเกิน ลอจิกการกำจัดโหลด และวงจรป้องกันอุปกรณ์ โดยที่ CT จัดให้มีฟังก์ชันการตรวจจับ และรีเลย์จะทำหน้าที่ตัดสินใจในการสลับ โดยแต่ละรายการจะทำหน้าที่ตามที่ถูกสร้างขึ้นจริง
รายการตรวจสอบการเลือกปฏิบัติสำหรับตัวระบุ
ก่อนที่จะสรุปการเลือกรีเลย์หรือ CT สำหรับแผงควบคุม การพิจารณารายการคำถามเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะสั้นๆ จะช่วยได้:
- กระแสโหลดที่คาดหวังลดลงอย่างสบายภายในช่วงพิกัดของรีเลย์สัญญาณ รวมถึงส่วนต่างสำหรับเงื่อนไขการไหลเข้าหรือไม่
- ช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่อุปกรณ์จะทำงานตลอดอายุการใช้งานคือเท่าใด
- ฟอร์มแฟคเตอร์การติดตั้งเข้ากันได้กับโครงร่างแผง ไม่ว่าจะเป็น PCB, ปลั๊กอิน หรือราง DIN
- แรงดันไฟฟ้าแยกและข้อกำหนดการรับรองเป็นไปตามสภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบของแอปพลิเคชันหรือไม่
- คาดว่าจะมีรอบสวิตช์กี่รอบต่อวัน และตรงกับอายุการใช้งานทางกลและทางไฟฟ้าที่กำหนด
- สำหรับหม้อแปลงกระแส อัตราส่วนที่ระบุตรงกับช่วงอินพุตของอุปกรณ์วัดแสงหรืออุปกรณ์ป้องกันหรือไม่
คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: โดยทั่วไปแล้วช่วงกระแสไฟใดที่กำหนดรีเลย์สัญญาณขนาดเล็ก
โดยทั่วไป รีเลย์สัญญาณขนาดเล็กได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแสสวิตชิ่งที่ต่ำกว่า 2 แอมป์ โดยมีชิ้นส่วนเกรดเครื่องมือวัดจำนวนมากที่มีพิกัดต่ำกว่า 1 แอมป์ เพื่อรักษาความน่าเชื่อถือของหน้าสัมผัสที่ระดับสัญญาณต่ำ
คำถามที่ 2: เหตุใดหม้อแปลงกระแสจึงต้องมีอัตราส่วนที่กำหนด
อัตราส่วนนี้จะบอกมิเตอร์หรืออุปกรณ์ป้องกันที่เชื่อมต่อว่ากระแสไฟขาออกทุติยภูมิสัมพันธ์กับกระแสไฟหลักตามจริงอย่างไร ทำให้สามารถอ่านค่าได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงกับตัวนำกระแสไฟสูง
คำถามที่ 3: รีเลย์สามารถใช้เป็นทั้งสวิตช์และแยกสัญญาณได้หรือไม่
ใช่ รีเลย์จะแยกวงจรควบคุมออกจากวงจรสวิตช์โดยเนื้อแท้ ซึ่งเป็นเหตุผลหนึ่งที่ใช้ทั้งเพื่อสวิตช์ไฟและส่งสัญญาณควบคุมระหว่างระบบที่แยกทางไฟฟ้า
คำถามที่ 4: อะไรทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนกำหนดในหน้าสัมผัสรีเลย์ระดับสัญญาณ
สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดคือการทำงานที่ต่ำกว่ากระแสไฟฟ้าเปียกขั้นต่ำของหน้าสัมผัส ซึ่งทำให้เกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวสะสมตัวและป้องกันการนำไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ในที่สุด
คำถามที่ 5: ควรจับคู่พิกัด CT และรีเลย์ในวงจรตรวจสอบอย่างไร
ช่วงเอาต์พุตรองของ CT ควรสอดคล้องกับช่วงอินพุตของอุปกรณ์วัดแสงหรือรีเลย์ที่ป้อน และพิกัดหน้าสัมผัสของรีเลย์ควรตรงกับโหลดที่จะสวิตช์ดาวน์สตรีมในท้ายที่สุด
th

