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대부분의 전자 및 기계 기기는 작은 전기 입력을 수신하는 고전류 출력으로 변환하기 위해 릴레이가 필요합니다. 전통적으로 릴레이는 장거리 전신 회로에서 신호 중계기로 사용되었습니다. 즉, 한 회로에서 들어오는 신호를 다른 회로로 전송하여 새로 고칩니다. 중계기는 전화 교환과 초기 컴퓨터에서 논리적 작업을 수행하는 데 광범위하게 사용되었습니다.
다양한 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 많은 유형의 릴레이가 있습니다. 오늘은 릴레이의 정의, 기능, 응용 프로그램, 선택 고려 사항, 구성 요소, 다이어그램, 유형 및 작동에 대해 알게 될 것입니다. 그들의 장점과 단점도 알게 될 것입니다.
릴레이는 전자기와 함께 작동하여 작은 전기 자극을 더 큰 전류로 변환하는 전기 스위치입니다. 이 변환은 전기 입력이 전자석을 활성화하여 기존 회로를 형성하거나 끊을 때 발생합니다.
약한 입력을 활용하여 더 강한 전류에 전력을 공급함으로써 계전기는 전류의 스위치 또는 증폭기로 효과적으로 작동할 수 있습니다. 원하는 애플리케이션에 따라 다릅니다.
릴레이는 전자석에 전원이 공급되면 활성화 및 비활성화되는 자기 작동 스위치라고도 합니다. 릴레이 입력 단자에 인가된 전압은 전자석을 활성화합니다.
릴레이는 1835년 미국 과학자 Joseph Henry가 발명했습니다.
다음은 다양한 애플리케이션에서 릴레이의 기능입니다.
다음은 릴레이 응용 프로그램입니다.
과부하 계전기는 정전이나 과부하로부터 모터를 보호하는 데 사용되는 전기 기계 장치입니다. 손상을 일으킬 수 있는 갑작스러운 전류 스파이크로부터 모터를 보호하기 위해 모터에 자주 사용됩니다.
과부하 릴레이 스위치 작동은 전류 초과 근무와 유사하지만 갑작스러운 트립으로 모터가 꺼지는 회로 차단기 및 퓨즈와는 다릅니다. 열 과부하 계전기는 바이메탈 스트립이 모터를 끄는 데 사용되는 가장 많이 사용되는 유형입니다. 이 스트립은 과전류 흐름으로 인해 온도가 상승함에 따라 구부러져 접촉기와 접촉합니다.
스트립과 접촉기 사이의 접촉은 접촉기의 전원을 차단하고 모터의 전력을 억제하여 시스템을 끕니다.
다음은 시스템용 릴레이를 선택할 때 고려해야 할 요소입니다.
다음은 다양한 유형의 릴레이 시스템의 구성 요소와 기능입니다.
프레임 – 릴레이의 다양한 부분을 포함하고 지지하는 컨테이너 또는 견고한 프레임입니다.
코일 – 금속 코어에 감긴 와이어입니다. 전자기장을 일으키는 부분입니다
전기자 – 접점을 열고 닫는 가동부입니다. 전기자를 원래 위치로 되돌리는 스프링이 부착되어 있습니다.
연락처 - 계전기가 회로를 만들거나(닫히거나) 끊는(열리는) 전도 부분입니다.
릴레이에는 두 개의 회로가 있습니다. 에너자이징 회로 및 접점 회로. 통전 측에는 코일이 있고 릴레이 접점에는 접점 측이 있습니다. 릴레이 코일은 전류가 코일을 통해 흐르고 자기장을 생성할 때 활성화됩니다. AC 장치에서는 극성이 1초에 120번 바뀌고 DC 시스템에서도 극성이 고정됩니다.
자기 코일은 전기자의 일부인 철판을 끌어당깁니다. 이 전기자의 한 부분은 전기자가 회전할 수 있도록 형성된 금속 프레임에 부착됩니다. 다른 쪽 끝은 다른 구성으로 제공되는 접점을 열고 닫습니다.
이러한 구성은 릴레이의 브레이크, 폴 및 스로우 수에 따라 다릅니다. 즉, 릴레이는 SPST(Single-pole, Single-throw) 또는 DPST(Double-pole, Single-throw)라고 부를 수 있습니다.
단선은 릴레이가 단일 전기 회로를 열거나 닫는 데 사용하는 개별 위치 또는 접점의 수입니다. 이러한 접점은 단일 또는 이중 차단입니다. 단일 차단 접점(SB)은 한 곳에서 전기 회로를 차단합니다. 반면 이중 브레이크 접점(DB)은 두 위치에서 끊습니다.
단일 차단 접점은 일반적으로 표시등과 같은 저전력 장치를 전환할 때 사용됩니다. 반면, 이중 차단 접점은 솔레노이드와 같은 고전력 장치를 전환할 때 사용됩니다.
극은 릴레이가 스위치를 통과할 수 있는 절연된 회로의 번호입니다. 단극 접점(SP)은 한 번에 하나의 회로에만 전류를 전달할 수 있습니다. 이중 극 접점(DP)은 두 개의 절연된 회로를 통해 동시에 전류를 흘릴 수 있습니다. 음, 릴레이가 운반할 수 있는 최대 극 수는 설계에 따라 12개입니다.
스로우는 스위치에서 사용할 수 있는 극당 닫힌 접점 위치의 수입니다. 단일 스로 스위치는 하나의 회로만 제어할 수 있지만 이중 스로우는 두 개의 회로를 제어할 수 있습니다.
간단히 말해서, 전자기 계전기는 소프트코어(솔레노이드)에 감긴 와이어 코일, 자속에 대한 낮은 자기 저항 경로를 제공하는 철 요크, 움직일 수 있는 철 "전기자" 및 하나 이상의 접점 세트로 구성됩니다. 이 모든 것은 위에 설명되어 있습니다. 이해하셨기를 바랍니다.
다음은 다양한 애플리케이션에 사용되는 다양한 유형의 릴레이입니다.
래칭 유형의 릴레이는 작동된 후에도 상태를 유지합니다. 이것이 임펄스 릴레이, 킵 릴레이 또는 스테이 릴레이라고도 불리는 이유입니다. 대부분의 애플리케이션에서 전력 소비 및 손실을 제한하는 데 사용됩니다.
래칭 계전기는 내부 자석으로 구성되어 코일에 전류가 흐르면 내부 자석이 접점 위치를 유지합니다. 이를 통해 시스템은 위치를 유지하기 위해 전원이 필요하지 않습니다. 그렇기 때문에 구동 후 코일에서 전류가 제거되어도 마지막 접점 위치를 유지합니다.
솔리드 스테이트 유형의 릴레이는 BJT, 사이리스터, IGBT, MOSFET 및 TRIAC와 같은 구성 요소를 사용합니다. 이러한 구성 요소는 스위칭 작업을 수행합니다. 전자 기계식 계전기와 비교할 때 무접점 계전기에서 얻는 전력은 회로를 제어하는 데 필요한 전력이 훨씬 낮기 때문에 훨씬 높습니다. 이 릴레이는 AC 및 DC 전원 모두에서 작동할 수 있습니다.
무접점 계전기는 기계적 접점이 없기 때문에 스위칭 속도가 빠릅니다. 전자 장치이기도 한 무접점 계전기에는 센서가 있습니다. 이 센서는 제어 신호에 응답한 후 부하 전원을 켜거나 끄는 데 도움이 됩니다.
전기 기계 유형의 릴레이와 마찬가지로 리드 릴레이도 물리적 접점의 기계적 작동으로 작동하여 회로 경로를 열거나 닫습니다. 그러나 리드 릴레이는 전기 기계식에 비해 질량이 낮고 접점이 훨씬 작습니다.
리드 스위치는 전기자 역할을 하기 때문에 상처를 입습니다. 밀폐된 두 개의 겹치는 갈대 또는 강자성 블레이드에 포함된 불활성 가스로 채워진 유리관 또는 캡슐입니다.
차동 유형의 릴레이는 두 개 이상의 유사한 전기량의 페이저 차이가 미리 결정된 값을 초과할 때 작동을 시작합니다. 전류 차동 계전기는 시스템이 보호할 시스템에 들어오고 나가는 전류의 크기와 위상차를 비교할 때 작동합니다.
시스템이 정상 작동 조건에서 작동하는 경우 들어오고 나가는 전류는 크기와 위상이 동일합니다. 이로 인해 릴레이가 비활성화됩니다. 그러나 시스템에 오류가 발생하면 전류는 더 이상 크기와 위상이 동일하지 않습니다.
이름과 같이 극성이 있는 유형의 계전기는 전류가 흐르는 방향에 매우 민감합니다. 계전기의 전기자를 움직이기 위한 영구자계의 추가 소스가 제공되는 DC 전자기 계전기입니다.
극성 릴레이에서 자기 회로는 영구 자석, 전자석 및 전기자로 구성됩니다. 이러한 유형의 계전기는 스프링력 대신 자기력을 사용하여 전기자를 끌어당기거나 밀어냅니다. 이 전기자는 전자석에 의해 형성된 극면 사이에 위치한 영구 자석입니다.
Buchholz 유형의 계전기는 가스 작동식 또는 작동식 계전기입니다. 초기 결함이나 내부 결함을 감지하는 데 널리 사용됩니다. 이 계전기는 주로 변압기 보호용으로 사용되며 변압기 탱크와 콘서베이터 사이의 챔버에 장착됩니다.
이러한 계전기 유형은 특히 송전 및 배전 시스템에 사용되는 오일 침지 계전기에만 사용됩니다. 아래 그림은 Buchholz 계전기의 작동을 보여줍니다.
반한시 최소 시간 계전기는 더 높은 값에서 오류 전류의 한정 시간 전류 특성을 제공하는 계전기 유형입니다. 또한, 더 낮은 값에서 사고 전류의 역 시간-전류 특성.
이 IDMT 계전기는 배전선을 보호하는 데 널리 사용되며 현재 및 시간 설정에 대한 제한을 설정하는 데 도움이 됩니다. 이러한 유형의 릴레이에서 작동 시간은 픽업 값 근처의 사고 전류에 대략 반비례합니다.
과부하 보호 유형의 계전기는 전기 모터 및 회로에 과전류 보호 기능을 제공하도록 의도적으로 설계되었습니다. 이 과부하 계전기는 고정 바이메탈 스트립 유형과 전자 또는 교체 가능한 히터 바이메탈 등과 같은 다양한 유형이 있습니다.
전기 모터에 과부하가 걸릴 때마다 이러한 모터는 과전류로부터 시스템을 보호하기 위해 이러한 릴레이 유형이 필요합니다. 이러한 이유로 열 작동 릴레이와 같은 과부하 감지 장비를 사용해야 합니다. 이 열 작동 릴레이에는 바이메탈 스트립이나 솔더 포트를 가열한 후 녹는 코일이 포함되어 있습니다.
계전기의 작동 원리는 유형과 설계 목적에 따라 다릅니다. 그러나 단순한 전자계전기는 연철심(연철심)에 코일을 감아 구성되어 있습니다. 또한 여기에는 자속, 이동식 철 전기자 및 하나 이상의 접점 세트에 대한 낮은 자기 저항 경로를 제공하는 철 요크가 포함되어 있습니다.
이 전기자는 요크에 힌지 연결되어 있으며 하나 이상의 이동 접점 세트에 기계적으로 연결되어 있습니다. 스프링은 전기자를 제자리에 고정시켜 릴레이의 전원이 차단될 때 자기 회로에 에어 갭이 있도록 합니다. 어떤 유형의 릴레이에서는 두 세트의 접점 중 하나가 닫히고 다른 세트가 열려 있습니다.
일부 릴레이는 사용 목적에 따라 더 많거나 더 적은 수의 접점 세트를 가질 수 있습니다. 전기자를 요크에 연결하는 와이어가 있어 전기자의 움직이는 접점 사이의 회로 연속성을 보장합니다. 전류가 코일을 통과할 때 전기자를 활성화하는 자기장을 생성하고 이에 따른 가동 접점의 움직임은 고정 접점과의 연결을 만들거나 끊습니다.
릴레이의 전원이 차단되었을 때 접점 세트가 닫혀 있으면 이동으로 인해 접점이 열리고 연결이 끊어지며 접점이 열려 있으면 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 코일에 전류가 흐르지 않으면 전기자는 자기력의 약 절반 정도의 힘에 의해 이완된 위치로 되돌아갑니다. 힘은 일반적으로 스프링에 의해 제공되며 중력은 산업용 모터 스타터에도 사용됩니다.
다음은 다양한 유형의 릴레이의 장점입니다.
릴레이의 장점에도 불구하고 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 다음은 다양한 애플리케이션에서 릴레이의 단점입니다.
릴레이는 필요한 릴레이 효과에 따라 가전 제품에 다양한 용도로 사용되는 훌륭한 구성 요소입니다. 이 심층 기사에서는 릴레이의 정의, 기능, 응용 프로그램, 선택 고려 사항, 유형 및 작동에 대해 설명했습니다. 우리는 또한 그들의 장점과 단점을 보았습니다.
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