หลักการทำงานของรีเลย์กกคืออะไร?

A กกรีเลย์ ทำงานโดยใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่ดึงใบมีดกกเฟอร์โรแมกเนติกบาง ๆ สองใบมารวมกันภายในหลอดแก้วที่ปิดสนิท เพื่อปิดวงจรไฟฟ้า เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวด ฟลักซ์แม่เหล็กจะดึงดูดปลายกกที่ทับซ้อนกันด้วยขั้วตรงข้าม ทำให้เกิดการดึงดูดและสัมผัส เมื่อกระแสคอยล์ถูกดึงออก ความตึงสปริงตามธรรมชาติของใบกกจะดึงหน้าสัมผัสออกจากกัน เพื่อเปิดวงจร วงจรทั้งหมดนี้มักเกิดขึ้นใน น้อยกว่า 1 มิลลิวินาที ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมรีเลย์แบบรีดจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนอย่างรวดเร็วและแม่นยำ

แตกต่างจากรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบดั้งเดิมที่ต้องอาศัยเกราะและชุดหน้าสัมผัสแยกกัน รีเลย์กกจะรวมแอคชูเอเตอร์แม่เหล็กและหน้าสัมผัสสวิตชิ่งเป็นส่วนประกอบเดียวที่ปิดผนึก โครงสร้างทางกลที่เรียบง่ายกว่านี้เป็นเหตุผลหลักที่รีดรีเลย์มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น การเด้งกลับของหน้าสัมผัสลดลง และประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอมากขึ้นในรอบการสวิตชิ่งหลายล้านรอบ

โครงสร้างทางกายภาพเบื้องหลังการดำเนินการสลับ

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานอย่างถ่องแท้ควรดูสิ่งที่อยู่ภายในตัวเครื่องจริงๆ รีดรีเลย์มาตรฐานถูกสร้างขึ้นจากสามส่วนการทำงานหลักที่ทำงานร่วมกัน

เนื่องจากหน้าสัมผัสถูกปิดผนึกอย่างถาวรภายในก๊าซเฉื่อย กกรีเลย์ ส่วนใหญ่มีภูมิคุ้มกันต่อการกัดกร่อนของหน้าสัมผัสและปัญหาการปนเปื้อนที่ลดอายุการใช้งานของรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบเปิดเฟรม

กระบวนการเปลี่ยนทีละขั้นตอน

ลำดับการสวิตชิ่งจริงสามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน ตั้งแต่การเพิ่มพลังงานของคอยล์ไปจนถึงการปล่อยหน้าสัมผัส

1. คอยล์ไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายไปที่ขั้วต่อคอยล์ กระแสเริ่มไหลผ่านขดลวดทองแดง
2. สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น: กระแสจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลผ่านหลอดแก้วและทำให้ปลายกกที่ทับซ้อนกันเป็นแม่เหล็ก
3. การปิดหน้าสัมผัส: ปลายกกแม่เหล็กจะดึงดูดซึ่งกันและกัน โดยโค้งงอเข้าหากันจนกระทั่งสัมผัสกัน ทำให้วงจรสมบูรณ์
4. การปล่อยหน้าสัมผัส: เมื่อกระแสคอยล์ถูกลบออก แรงแม่เหล็กจะหายไป และความตึงของสปริงที่อยู่ในวัสดุกกจะดึงหน้าสัมผัสกลับออกจากกัน

เนื่องจากตัวกกเองมีทั้งแรงส่งกลับของสปริงและหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า จึงไม่มีการเชื่อมต่อทางกลแยกกันที่จะเสื่อมสภาพ ซึ่งอธิบายความเรียบง่ายทางกลไกและความทนทานของการออกแบบนี้

การกำหนดค่าการติดต่อทั่วไป

รีดรีเลย์ผลิตขึ้นในรูปแบบหน้าสัมผัสมาตรฐานสองสามแบบ ซึ่งแต่ละแบบเหมาะกับข้อกำหนดของวงจรที่แตกต่างกัน

เวอร์ชันที่มีหน้าสัมผัสหลายตัวที่รวมสวิตช์ Form A, Form B หรือ Form C หลายตัวไว้ในแพ็คเกจเดียว ก็พบได้ทั่วไปในอุปกรณ์ทดสอบและการวัด ซึ่งจำเป็นต้องควบคุมเส้นทางสัญญาณอิสระจำนวนมากจากบอร์ดควบคุมเดียว

ลักษณะทางไฟฟ้าและเครื่องกลที่สำคัญ

ตามเอกสารข้อมูลรีเลย์กกทั่วไปและมาตรฐานการทดสอบรีเลย์ IEC 61810 ตัวเลขประสิทธิภาพอยู่ในช่วงที่ค่อนข้างสม่ำเสมอทั่วทั้งอุตสาหกรรม ซึ่งมีประโยชน์สำหรับวิศวกรในการเปรียบเทียบส่วนประกอบ

ตัวเลขเหล่านี้มาจากวิธีทดสอบรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้ามาตรฐาน IEC 61810-1 รวมกับหลักปฏิบัติในการรายงานเอกสารข้อมูลอุตสาหกรรมทั่วไป และประสิทธิภาพที่แท้จริงจะแตกต่างกันไปตามแรงดันไฟฟ้าของคอยล์ ประเภทโหลด และความถี่ในการสลับ ดังนั้นการตรวจสอบเฉพาะ กกรีเลย์ แนะนำให้ใช้เอกสารข้อมูลสำหรับแอปพลิเคชันเสมอ

เหตุใดรีเลย์รีดจึงสวิตช์เร็วกว่ารีเลย์มาตรฐาน

ข้อได้เปรียบด้านความเร็วนั้นมาจากหลักการทำงานที่อธิบายไว้ข้างต้นโดยตรง เนื่องจากใบรีดมีน้ำหนักเบา มีระยะการเคลื่อนที่ภายในหลอดแก้วสั้นมาก และทำหน้าที่เป็นสปริงของตัวเอง จึงมีมวลเคลื่อนที่น้อยกว่ามากเมื่อเทียบกับกระดองและชุดหน้าสัมผัสที่ใช้ในรีเลย์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบทั่วไป มวลน้อยลงรวมกับระยะการเคลื่อนที่ที่สั้นลงหมายถึงการตอบสนองที่เร็วขึ้น

การกระดอนของการสัมผัสยังลดลงด้วยเนื่องจากสภาพแวดล้อมของก๊าซเฉื่อยที่ปิดผนึกไว้จะป้องกันไม่ให้ผลพลอยได้จากการอาร์คไปรบกวนพื้นผิวสัมผัส และการผนึกระหว่างแก้วกับโลหะที่เรียบเนียนช่วยให้กกเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่คาดเดาได้ในทุกรอบ ความสามารถในการคาดเดาได้นี้เป็นเหตุผลหนึ่งที่รีเลย์กกเป็นส่วนประกอบสวิตชิ่งที่ต้องการในอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติ (ATE) ซึ่งต้องเปลี่ยนเส้นทางสัญญาณหลายพันเส้นทางด้วยความแม่นยำในการจับเวลาระดับไมโครวินาที

การใช้งานทั่วไป

การผสมผสานระหว่างความเร็ว หน้าสัมผัสแบบซีล และขนาดที่เล็กทำให้รีดรีเลย์เหมาะสำหรับหลายอุตสาหกรรม

• อุปกรณ์ทดสอบและเครื่องมือวัดอัตโนมัติ สำหรับการกำหนดเส้นทางสัญญาณระดับต่ำระหว่างช่องการวัด
• อุปกรณ์โทรคมนาคม สำหรับการสลับสายเสียงและข้อมูล
• อุปกรณ์การแพทย์ที่มีหน้าสัมผัสแบบปิดผนึกป้องกันการปนเปื้อนและรองรับระยะเวลาการให้บริการที่ยาวนาน
• ระบบรักษาความปลอดภัยและการควบคุมการเข้าถึงโดยใช้สวิตช์กกที่กระตุ้นด้วยแม่เหล็กเป็นเซ็นเซอร์
• แผงควบคุมอุตสาหกรรม สำหรับแยกสัญญาณควบคุมกระแสต่ำออกจากวงจรกำลังสูง

ในแต่ละกรณี โครงสร้างการสัมผัสแบบปิดผนึกและสุญญากาศของ กกรีเลย์ ลดความต้องการในการบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับรีเลย์แบบหน้าสัมผัสแบบเปิดที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นหรือชื้น

รีดรีเลย์เปรียบเทียบกับรีเลย์ประเภทอื่น

การเลือกประเภทรีเลย์ที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับความเร็วในการสวิตชิ่ง กระแสโหลด และสภาพแวดล้อมของการใช้งาน

สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการสลับสัญญาณกระแสต่ำบ่อยครั้ง ซึ่งความเร็วและความน่าเชื่อถือของหน้าสัมผัสมีความสำคัญมากที่สุด โดยทั่วไปแล้ว รีดรีเลย์จะให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและราคาที่ดีที่สุด

การเลือกรีดรีเลย์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน

เมื่อระบุรีเลย์กก พารามิเตอร์บางตัวสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ นอกเหนือจากหลักการทำงานพื้นฐาน

• แรงดันและกระแสคอยล์เพื่อให้ตรงกับวงจรขับเคลื่อนโดยไม่เกินขีดจำกัดการกระจายพลังงาน
• อัตราการสัมผัส ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันสวิตชิ่งและกระแสไฟฟ้าสูงสุดจะอยู่ภายในขีดจำกัดของเอกสารข้อมูลเพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมแบบสัมผัส
• เวลาใช้งานและปล่อย สำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานสวิตช์ทดสอบความเร็วสูง
• ขนาดบรรจุภัณฑ์และรูปแบบการติดตั้ง ไม่ว่าจะต้องใช้รูทะลุ การยึดบนพื้นผิว หรือรูปแบบ DIP สำหรับโครงร่าง PCB
• อายุการใช้งานของสวิตช์ที่คาดหวัง เนื่องจากการใช้กระแสไฟต่ำในวงจรแห้งช่วยยืดอายุการใช้งานได้นานกว่าการสลับโหลดความต้านทานที่กำหนด

การตรวจสอบเอกสารข้อมูลฉบับเต็มสำหรับข้อมูลเฉพาะ กกรีเลย์ แบบจำลองเทียบกับพารามิเตอร์ทั้งห้านี้เป็นวิธีที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการยืนยันว่าจะทำงานได้อย่างถูกต้องตลอดอายุการใช้งานที่คาดหวังของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย