รีเลย์เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เมื่อต้องการสัญญาณแรงดันต่ำอิสระเพื่อควบคุมวงจรไฟฟ้ากำลังสูง โดยทั่วไปจะใช้แม่เหล็กไฟฟ้า (ขดลวด) เพื่อควบคุมกลไกการสลับเชิงกลภายใน (หน้าสัมผัส) ขดลวดรีเลย์ที่สร้างสนามแม่เหล็กอาจใช้พลังงานเพียงเศษเสี้ยวของวัตต์ ในขณะที่หน้าสัมผัสที่ปิดหรือเปิดโดยสนามแม่เหล็กนั้นอาจส่งพลังงานไปยังโหลดได้หลายร้อยเท่าของปริมาณดังกล่าว

รีเลย์ประเภทที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือรีเลย์แบบเครื่องกลไฟฟ้า รีเลย์ประเภทอื่นๆ มีฟังก์ชันการทำงานที่คล้ายคลึงกันโดยมีกลไกการสลับที่แตกต่างกัน

การใช้รีเลย์

จุดประสงค์หลักของรีเลย์คือการควบคุมวงจรไฟฟ้าแรงสูงโดยใช้สัญญาณควบคุมไฟฟ้าแรงต่ำ โดยจะแยกไฟฟ้าแรงต่ำออกจากไฟฟ้าแรงสูง เพื่อปกป้องส่วนประกอบไฟฟ้าแรงต่ำที่มีความละเอียดอ่อน

หลักการทำงานของรีเลย์

หลักการทำงานของรีเลย์นั้นง่ายมาก เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปยังขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าจะสร้างขึ้นผ่านขดลวด กระแสไฟฟ้านี้จะทำให้แกนเหล็กมีแม่เหล็กและสร้างสนามแม่เหล็กขึ้น ซึ่งจะดึงดูดอาร์เมเจอร์ที่เชื่อมต่อด้วยสปริง ขึ้นอยู่กับโครงสร้าง รีเลย์จะปิดหรือเปิดวงจรโหลด เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกลบออก อาร์เมเจอร์และสปริงจะกลับสู่ตำแหน่งว่าง

นี่คือตัวอย่างของวงจรรีเลย์แบบปกติเปิด (NO) สวิตช์ควบคุม (ทางด้านซ้าย) เปิดอยู่ ซึ่งหมายความว่าขดลวดไม่ได้รับพลังงาน สปริงอยู่ในตำแหน่งว่าง และหน้าสัมผัสเปิดอยู่ หลอดไฟแรงดันไฟฟ้า/กระแสไฟฟ้าสูงปิดอยู่ ในรูปที่สอง ขดลวดจะได้รับพลังงานทันทีที่สวิตช์ควบคุมเปิดขึ้น ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กดึงดูดอาร์เมเจอร์โลหะ สปริงจะยืดออก หน้าสัมผัสสัมผัสกันและปิดวงจรหลอดไฟ ส่งผลให้หลอดไฟเปิดขึ้น โปรดทราบว่ากระแสไฟฟ้าที่ด้านควบคุม (ด้านซ้าย) อาจส่งกระแสไฟฟ้าได้เพียงไมโครถึงมิลลิแอมแปร์ แต่ด้านควบคุม (ด้านขวา) สามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้เป็นแอมแปร์ (A)

การก่อสร้างรีเลย์

รีเลย์ (แบบเครื่องกลไฟฟ้า) ประกอบด้วยโซลินอยด์ แอก และบานพับ หน้าสัมผัส (ซึ่งโดยทั่วไปจะเปิดหรือปิด) ทุกสิ่งจะอยู่ในปลอกใสหรือทึบแสง โซลินอยด์และขั้วต่อทั้งสองเป็นส่วนหนึ่งของวงจรควบคุม หน้าสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้เป็นส่วนหนึ่งของวงจรเอาต์พุต

เช่นเดียวกับสวิตช์ สถานะ "ปกติ" ของหน้าสัมผัสของรีเลย์คือเมื่อขดลวดไม่มีพลังงานและไม่ได้เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานใดๆ ตัวอย่างเช่น หน้าสัมผัส "ปกติเปิด" (NO) จะทำให้วงจรเปิดอยู่เมื่อรีเลย์ไม่ได้ทำงาน และปิดเฉพาะเมื่อรีเลย์มีพลังงาน ในทางกลับกัน หน้าสัมผัส "ปกติปิด" (NC) จะทำตรงกันข้าม โดยจะทำให้วงจรปิดอยู่เมื่อรีเลย์ไม่ได้ทำงาน และเปิดขึ้นเมื่อเปิดใช้งาน หน้าสัมผัส "ทั่วไป" (COM) ทำหน้าที่เป็นจุดหมุน โดยเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส NO หรือ NC ขึ้นอยู่กับสถานะของรีเลย์

หน้าสัมผัสแบบเปิดโล่งเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟฟ้าสูง แต่แนวโน้มที่จะเกิดสนิมและประกายไฟอาจทำให้เกิดปัญหาในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมบางแห่ง หน้าสัมผัสแบบปรอทและรีดไม่มีประกายไฟและไม่กัดกร่อน แต่มีแนวโน้มที่จะมีข้อจำกัดในด้านความสามารถในการส่งกระแสไฟฟ้า

แผนผังวงจรรีเลย์

เหตุใดจึงต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันในรีเลย์?

รีเลย์ทำขึ้นโดยใช้ขดลวดตัวนำซึ่งเป็นตัวเหนี่ยวนำ เมื่อขดลวดได้รับพลังงาน ขดลวดจะพากระแสไฟฟ้าไป แต่เมื่อขดลวดถูกตัดพลังงาน ตัวเหนี่ยวนำจะยังคงรักษากระแสไฟฟ้าไว้ในทิศทางเดียวกัน ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงที่ปลายขดลวด หากแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าพังทลายของอากาศ จะเกิดการอาร์ก ส่งผลให้วงจรควบคุมเสียหายและอายุการใช้งานของรีเลย์ลดลง

บางครั้งตัวต้านทานหรือไดโอดจะถูกติดตั้งไว้บนคอยล์ของรีเลย์เพื่อหยุดหรือลดแรงดันไฟฟ้าที่พุ่งกลับเข้าไปในวงจรควบคุมและทำลายชิ้นส่วนที่อ่อนไหว ตัวต้านทานมีความทนทานมากกว่าไดโอดแต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการกำจัดแรงดันไฟฟ้าที่พุ่งกลับ

จะทดสอบรีเลย์ว่ามีความผิดพลาดได้อย่างไร?

ขั้นตอนที่ 1: ตรวจสอบในแผ่นข้อมูลและจดบันทึกค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้า วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้เราใช้แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้ามากเกินไป ซึ่งอาจทำให้รีเลย์เสียหายได้

ขั้นตอนที่ 2: ใช้มัลติมิเตอร์แบบดิจิทัล (DMM) เพื่อทดสอบรีเลย์ ดังที่เราได้เรียนรู้ไปแล้ว รีเลย์ประกอบด้วยขั้วสัมผัสสองขั้ว ได้แก่ ขั้วปิดปกติ (NC) และขั้วเปิดปกติ (NO) ในสภาวะที่ไม่มีพลังงาน ให้ตรวจสอบความต้านทานระหว่างขั้ว NO ควรเป็นค่าอนันต์โอห์ม (โดยพื้นฐานแล้วคือเป็นกิกะโอห์ม) และความต้านทานระหว่างขั้ว NC ควรเป็นศูนย์

ขั้นตอนที่ 3: ใช้แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ 9V ที่มีค่าความต้านทานแบบอนุกรมเพียงพอ (เช่น 1kΩ) เพื่อจำกัดกระแสไฟฟ้า นำแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้านี้ไปต่อกับขั้วควบคุม หากได้ยินเสียงคลิก แสดงว่าวงจรควบคุมทำงานได้ เพื่อยืนยัน ให้ตรวจสอบความต้านทานที่ขั้ว NO ซึ่งควรให้ความต้านทานเป็นศูนย์ ในขณะที่ขั้ว NC ควรให้ความต้านทานไม่สิ้นสุด

มาตรฐาน DIN 72552

DIN 72552 เป็นมาตรฐาน DIN สำหรับการติดฉลากขั้วไฟฟ้าในระบบสายไฟของรถยนต์ ฉลากที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับรีเลย์มีอยู่ในตารางด้านล่าง:

เสาและโยนในผลัด

รีเลย์สามารถจำแนกตามขั้วและระยะการต่อ ขั้วและระยะการต่อจะกำหนดว่ารีเลย์สามารถควบคุมวงจรได้กี่วงจร

เสาในรีเลย์คืออะไร?

ขั้วหมายถึงจำนวนวงจรที่สวิตช์ควบคุม เราสามารถมองขั้วเป็นอินพุตได้ โดยเชื่อมต่อกับปลายด้านหนึ่งของหน้าสัมผัส สวิตช์ขั้วเดี่ยวควบคุมวงจรไฟฟ้าเพียงวงจรเดียว ในขณะที่สวิตช์ขั้วคู่ควบคุมวงจรแยกสองวงจรโดยใช้การควบคุมเดียวกัน

การโยนในกีฬาผลัดคืออะไร?

Throw หมายถึงปลายอีกด้านหนึ่งของหน้าสัมผัสและระบุจำนวนเอาต์พุตที่รีเลย์สามารถสลับไปมาได้ หากรีเลย์สามารถสลับไปมาได้ระหว่างเอาต์พุตเพียงตัวเดียว จะเรียกว่า Single Throw (ST) และจะเรียกว่า Double Throw (DT) หากสามารถสลับไปมาได้ระหว่างเอาต์พุตสองตัว

ประเภทของรีเลย์โดยพิจารณาจากเสาและระยะโยน

SPST (เสาเดี่ยวแบบโยนเดี่ยว)

ประเภทการติดต่อพื้นฐานและตรงไปตรงมาที่สุด ด้วยขั้วเดียว รีเลย์เหล่านี้สามารถควบคุมวงจรได้เพียงวงจรเดียว รีเลย์เหล่านี้พบได้ในหนึ่งในสองรูปแบบที่กล่าวถึงด้านล่าง:

1. ปกติเปิด (NO): ในสถานะที่ไม่มีพลังงาน หน้าสัมผัสจะเปิดและไม่นำไฟฟ้า เมื่อมีพลังงาน หน้าสัมผัสจะปิดและนำไฟฟ้า
2. ปกติปิด (NC): ในสถานะที่ไม่มีพลังงาน หน้าสัมผัสจะเกิดการลัดวงจรและสามารถนำไฟฟ้าได้ เมื่อมีพลังงาน หน้าสัมผัสจะเปิดออกและไม่สามารถนำไฟฟ้าได้

SPDT (ขั้วเดี่ยว โยนคู่)

ขั้วต่อร่วม (C) เชื่อมต่อกับขั้วต่ออื่นสองขั้ว (A, B) โดยไม่สามารถเชื่อมต่อทั้งสองขั้วพร้อมกันได้ ขั้วต่อนี้มีห้าขั้ว ได้แก่ ขั้วสองขั้วสำหรับจ่ายพลังงานให้ขดลวด (T1, T2) และขั้วสามขั้วสำหรับเชื่อมต่อวงจร (A, B, C)

DPST (เสาคู่เดี่ยว)

มีขั้วร่วมสองขั้ว หรือที่เรียกว่าขั้ว (A1 และ A2) โดยขั้วร่วมแต่ละขั้วสามารถเชื่อมต่อกับขั้วเดียวคือ B1 และ B2 ตามลำดับ แม่เหล็กไฟฟ้าโซลินอยด์ตัวเดียวกันจะควบคุมทั้งสองขั้ว เทียบเท่ากับรีเลย์ SPST สองตัวที่มีตัวควบคุมเชื่อมต่ออยู่ มีขั้วรวมหกขั้ว

DPDT (ขั้วคู่ 2 ขั้ว)

มีขั้วต่อทั่วไป 2 อัน (C1 และ C2) โดยขั้วต่อทั่วไปแต่ละอันสามารถเชื่อมต่อกับขั้วต่อ 2 อัน (A1, B1) และ (A2, B2) ได้ ขั้วต่อโซลินอยด์ตัวเดียวกันจะควบคุมทั้งสองขั้ว เทียบเท่ากับรีเลย์ SPDT 2 ตัวที่มีระบบควบคุมเชื่อมต่ออยู่ มีขั้วต่อทั้งหมด 8 อัน โดย 2 อันใช้สำหรับจ่ายพลังงานให้คอยล์โซลินอยด์

ประเภทของรีเลย์ตามโครงสร้าง

รีเลย์มีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและกลไกของส่วนควบคุมของรีเลย์:

รีเลย์ไฟฟ้ากล

รีเลย์ไฟฟ้ากลทำงานโดยย้ายหน้าสัมผัสทางกลเพื่อสร้างหน้าสัมผัสโดยใช้โซลินอยด์ โซลินอยด์ถูกควบคุมโดยใช้สัญญาณควบคุมภายนอก

รีเลย์โซลิดสเตต

รีเลย์โซลิดสเตต (SSR) มีลักษณะการทำงานคล้ายกับรีเลย์ไฟฟ้ากล แต่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว อายุการใช้งานของ SSR จึงยาวนานกว่ารีเลย์ไฟฟ้ากลมาก

รีเลย์รีด

รีเลย์รีดเป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กที่รวมขดลวดไว้รอบสวิตช์รีดหนึ่งตัวหรือมากกว่า

รีเลย์โคแอกเซียล

รีเลย์โคแอกเซียลทำหน้าที่เหมือนรีเลย์ทั่วไปและสามารถสลับสัญญาณความเร็วสูงที่ส่งผ่านสายโคแอกเซียลได้ ตามชื่อ รีเลย์โคแอกเซียลมีขั้วต่อโคแอกเซียล แม่เหล็กไฟฟ้าโซลินอยด์ใช้ในการเคลื่อนย้ายคอนแทคเตอร์ด้วยกลไก

รีเลย์คอนแทคเตอร์

มีลักษณะคล้ายกับรีเลย์ไฟฟ้ากล (ชนิด SPST) โดยทั่วไปคอนแทคเตอร์จะใช้ในงานที่ต้องเปิดและปิดกระแสไฟฟ้าสูง โดยทั่วไปจะสูงกว่า 15 แอมแปร์

รีเลย์อื่นๆ ได้แก่ รีเลย์ที่นำโดยแรง รีเลย์แบบ Latching รีเลย์แบบ Polarized และรีเลย์แบบ Vacuum

‍