릴레이 건설

전기 및 자기

도체를 통한 전류는 도체를 둘러싸는 자기장 라인을 생성합니다. 그 도체가 코일 모양으로 감겨 있으면 생성된 자기장이 코일의 길이를 따라 배향됩니다. 전류가 클수록 자기장의 세기가 커지고 다른 모든 요소는 동일합니다.

인덕터 및 자기장

인덕터는 이 자기장에 저장된 에너지로 인해 전류 변화에 반응합니다. 공통 철심 주위에 두 개의 인덕터 코일로 변압기를 구성할 때 이 필드를 사용하여 한 코일에서 다른 코일로 에너지를 전달합니다.

그러나 인덕터 및 변압기에서 본 응용 분야보다 전자기장에 대한 더 간단하고 직접적인 사용이 있습니다.

전류가 흐르는 도선의 코일에 의해 생성된 자기장은 영구 자석을 사용하여 자기 물체를 끌어당길 수 있는 것처럼 모든 자기 물체에 기계적 힘을 가하는 데 사용할 수 있습니다. 코일을 통해 전류를 켜거나 끔으로써 켜거나 끕니다.

솔레노이드

코일에 전류를 공급할 때 그 물체를 움직이게 할 목적으로 그러한 코일 근처에 자성 물체를 놓으면 솔레노이드라고 하는 것이 있습니다. 움직일 수 있는 자기 물체를 전기자(armature)라고 하며, 대부분의 전기자는 코일에 전원을 공급하는 직류(DC) 또는 교류(AC)로 움직일 수 있습니다.

자기장의 극성은 철 전기자를 끌어당기는 목적과 관련이 없습니다. 솔레노이드는 전기적으로 도어 래치를 열고, 밸브를 열거나 닫고, 로봇 팔다리를 움직이고, 전기 스위치 메커니즘을 작동시키는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 솔레노이드가 스위치 접점 세트를 작동하는 데 사용된다면 릴레이라는 이름을 붙일 만큼 유용한 장치가 있습니다.

릴레이

릴레이는 작은 전기 신호로 많은 양의 전류 및/또는 전압을 제어해야 할 때 매우 유용합니다.

자기장을 생성하는 릴레이 코일은 전력의 일부만 소비할 수 있는 반면, 자기장에 의해 닫히거나 열리는 접점은 그 양의 수백 배의 전력을 부하에 전도할 수 있습니다. 실제로 릴레이는 바이너리(켜짐 또는 꺼짐) 증폭기 역할을 합니다.

트랜지스터와 마찬가지로 하나의 전기 신호를 다른 전기 신호로 제어하는 ​​릴레이의 기능은 논리 기능 구성에 적용됩니다. 이 주제는 다른 강의에서 더 자세히 다룰 것입니다. 현재로서는 릴레이의 "증폭" 능력을 탐구할 예정입니다.

위의 회로도에서 릴레이 코일은 저전압(12VDC) 소스에 의해 에너지가 공급되는 반면 SPST(단극, 단일 스로우) 접점은 고전압(480VAC) 회로를 차단합니다.

릴레이 코일에 전원을 공급하는 데 필요한 전류는 접점의 정격 전류보다 수백 배 작을 가능성이 큽니다. 일반적인 릴레이 코일 전류는 1암페어 미만인 반면 산업용 릴레이의 일반적인 접촉 정격은 10암페어 이상입니다.

릴레이 어셈블리

하나의 릴레이 코일/전기자 어셈블리를 사용하여 두 개 이상의 접점 세트를 작동할 수 있습니다. 이러한 접점은 평상시 열림, 평상시 닫힘 또는 이 둘의 조합일 수 있습니다.

스위치와 마찬가지로 릴레이 접점의 "정상" 상태는 회로에 연결되지 않고 선반에 놓여 있는 릴레이를 볼 수 있는 것처럼 코일의 전원이 차단된 상태입니다.

릴레이 접점은 다른 유형의 스위치와 마찬가지로 금속 합금, 수은 튜브 또는 심지어 자기 리드의 야외 패드일 수 있습니다. 릴레이의 접점 선택은 다른 유형의 스위치에서 접점 선택을 지시하는 동일한 요소에 따라 달라집니다.

개방형 접점은 고전류 응용 분야에 가장 적합하지만 부식 및 스파크 경향은 일부 산업 환경에서 문제를 일으킬 수 있습니다. 수은과 갈대 접점은 불꽃이 없고 부식되지 않지만 전류 전달 용량이 제한되는 경향이 있습니다.

물리적 릴레이 장치의 예

다음은 도시 수처리 공장의 전기 제어 시스템의 일부로 패널에 설치된 3개의 작은 릴레이(각각 높이가 약 2인치)입니다.

여기에 표시된 릴레이 장치는 일치하는 소켓에 꽂기 때문에 "8진수 기반"이라고 합니다. 전기 연결은 릴레이 바닥에 있는 8개의 금속 핀을 통해 고정됩니다. 전선이 릴레이에 연결되는 사진에서 볼 수 있는 나사 터미널 연결은 실제로 각 릴레이가 연결된 소켓 어셈블리의 일부입니다.

이러한 유형의 구조는 고장 발생 시 계전기를 쉽게 제거하고 교체할 수 있도록 합니다.

릴레이의 기타 이점

상대적으로 작은 전기 신호가 상대적으로 큰 전기 신호를 전환할 수 있는 기능 외에도 릴레이는 코일과 접점 회로 사이에 전기 절연을 제공합니다. 이것은 코일 회로와 접점 회로가 서로 전기적으로 절연되어 있음을 의미합니다.

하나의 회로는 DC이고 다른 하나는 AC일 수 있으며(앞에 표시된 예제 회로에서와 같이), 연결 전체 또는 접지 연결에서 완전히 다른 전압 레벨에 있을 수 있습니다.

인입 전류 및 탈락 전류

릴레이는 본질적으로 완전히 켜져 있거나 완전히 꺼져 있는 이진 장치이지만 반도체 논리 게이트와 마찬가지로 상태가 불확실할 수 있는 작동 조건이 있습니다. 릴레이가 접점을 작동시키기 위해 전기자를 긍정적으로 "당기기"하려면 코일을 통과하는 특정 최소 전류량이 있어야 합니다.

이 최소량을 풀인 전류라고 하며 논리 게이트가 "하이" 상태(일반적으로 TTL의 경우 2볼트, CMOS의 경우 3.5볼트)를 보장하는 데 필요한 최소 입력 전압과 유사합니다.

그러나 전기자가 코일의 중심에 더 가깝게 당겨지면 거기에 유지하는 데 더 적은 자기장 자속(더 적은 코일 전류)이 필요합니다. 따라서 코일 전류는 전기자가 스프링 장착 위치로 "떨어지고" 접점이 정상 상태로 복귀하기 전에 풀인 전류보다 훨씬 낮은 값 아래로 떨어져야 합니다.

이 전류 레벨을 드롭아웃 전류라고 하며 논리 게이트 입력이 "낮은" 상태를 보장할 수 있는 최대 입력 전압과 유사합니다(일반적으로 TTL의 경우 0.8볼트, CMOS의 경우 1.5볼트).

히스테리시스 또는 풀인 전류와 드롭아웃 전류의 차이로 인해 Schmitt 트리거 로직 게이트와 유사한 작동이 발생합니다. 풀인 및 드롭아웃 전류(및 전압)는 릴레이마다 크게 다르며 제조업체에서 지정합니다.

검토:

<울>

솔레노이드 전자석 코일의 에너지를 통해 기계적 운동을 생성하는 장치입니다. 솔레노이드의 움직일 수 있는 부분을 전기자라고 합니다. .

릴레이 코일에 전원이 공급될 때 스위치 접점을 작동시키도록 설정된 솔레노이드입니다.

풀인 전류는 "정상"(전원 차단) 위치에서 솔레노이드 또는 릴레이를 작동시키는 데 필요한 코일 전류의 최소량입니다.

중단 전류는 전류가 흐르는 릴레이가 "정상" 상태로 돌아가는 최대 코일 전류입니다.

관련 워크시트:

<울> <리>

기본 전자기 릴레이 워크시트