릴레이 기호 및 동작 (SPST, SPDT, DPST, DPDT, SSR)

 

 

릴레이는 저전류 신호를 이용하여 고전류 회로에 연결된 스위치 위치(ON 또는 OFF)를 제어하는 장치입니다.

따라서 제어 및 스위치 부분의 두 부분이 있습니다.

 

스위치 위치를 제어하는 방법에는 전자석, 광 커플러 등을 사용하는 여러 가지가 있습니다. 가장 많이 사용하는 방법은 전자석을 사용하는 것입니다. 이러한 유형의 릴레이를 전자기 릴레이라고 하며 종종 릴레이라고 합니다. 전류가 가해질 때 자기장을 생성하는 코일과 그 자기장에 반응하여 열리거나 닫히는 접점 세트로 구성됩니다.

 

릴레이 기호 및 용어

릴레이는 일반적으로 아래 표시된 기호로 표시됩니다.

릴레이 기호

 

계전기에는 일반적으로 계전기를 회로의 다른 구성 요소에 연결하는 데 사용되는 여러 단자가 있습니다.

 

다음은 SPDT 릴레이입니다.

 

A 5V 릴레이 단자

 

• 코일 단자: 릴레이의 코일을 전원에 연결하는 데 사용됩니다. 코일 단자는 일반적으로 "COM"(공통) 및 "NC"(평상시 닫힘) 또는 "NO"(평상시 열림)로 표시됩니다.
• 접점 단자: 릴레이의 접점을 회로의 나머지 부분에 연결하는 데 사용됩니다. 접점 단자는 일반적으로 접점 유형에 따라 "NC"(상시 닫힘) 및 "NO"(일반적으로 열림)로 표시됩니다.
• 공통 단자(Common terminal) : 계전기의 공통점이자 계전기를 통해 전류가 흐르는 지점입니다. 일반적으로 "COM"(공통)이라는 레이블이 지정됩니다
• 상시 개방 단자(Normally open terminal) : 코일에 전원이 공급되지 않는 한 열린 상태로 유지되는 단자이며 일반적으로 "NO"로 표시됩니다
• 상시 폐쇄 단자(Normally closed terminal) : 코일에 전원이 공급되지 않는 한 닫힌 상태로 유지되는 단자이며 일반적으로 "NC"라고 표시되어 있습니다
• DC 또는 AC 코일 단자와 같은 추가 단자 및 보조 접점 단자가 일부 릴레이에 있습니다.

 

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릴레이의 작동

 

전류와 전자기장은 계전기를 작동하는 데 필요한 두 가지 기본 구성 요소입니다.

이를 자세히 이해하기 전에 릴레이 작업에 사용되는 몇 가지 용어를 살펴보겠습니다.

• 픽업 전류: 계전기의 코일에 전원을 공급하는 데 필요한 전류의 양을 픽업 전류라고 합니다.
• 픽업 전압: 릴레이가 켜지는 최소 전압을 픽업 전압이라고 합니다.
• 드롭아웃 전류: 계전기의 전원이 차단되는 전류의 양을 드롭아웃 전류라고 합니다.
• 드롭아웃 전압: 릴레이가 꺼지는 최대 전압을 드롭아웃 전압이라고 합니다.

 

5V 릴레이 작동

5V 릴레이의 경우 1차 코일이 스위치를 통해 5V DC 소스에 연결됩니다. 2차측에서는 전기자가 NC(Normally closed) 위치를 유지합니다. 부하는 NO(Normally closed) 위치에 연결되므로 이 경우 2차측 회로가 개방되어 전류가 흐르지 않습니다.
1차 코일에 전원이 공급되면 전기자가 전기자를 끌어당겨 정상 열림(NO)으로 위치가 이동합니다. 이 경우 2차 회로가 완료되고 전류가 흐르기 시작합니다.

모든 계전기의 기본 원리는 같습니다. 전자석에 전원을 공급하고 전원을 차단하여 전기자의 위치를 변경하고 2차 회로를 제어합니다.

 

릴레이의 종류

릴레이는 극의 수, 형태 및 작동 원리에 따라 분류할 수 있습니다. 

 

Poles & Throw

극 수에 따라 릴레이는 SPST, SPDT, DPST 또는 DPDT가 될 수 있습니다. SPST 릴레이부터 시작하겠습니다.

 

SPST 릴레이 - Single Pole Single Throw

 

단일 던지기는 극이 한 위치에서만 전도할 수 있음을 의미하는 반면 단일 극은 하나의 회로만 조절할 수 있음을 의미합니다. 아래 그림은 SPST 릴레이를 보여줍니다.

SPST 릴레이에는 회로가 열리거나 닫히는 두 가지 상태가 있습니다.

 

 

 

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SPDT 릴레이 - Single Pole Double Throw

 

단극으로 인해 한 번에 하나의 회로만 관리할 수 있습니다. 이중 던지기를 사용하면 기둥이 두 가지 다른 방향으로 전도 될 수 있습니다.

SPDT 릴레이에는 두 가지 상태가 있는데, 그 중 하나는 닫혀 있고 다른 하나는 열려 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

 

DPST 릴레이 - Double Pole Single Throw

 

DPST 계전기는 두 개의 회로를 동시에 전환하여 폐쇄 또는 개방 회로를 제공할 수 있습니다.

 

DPDT 릴레이 - Double Pole Single Throw

 

DPDT 계전기는 각 극이 두 개의 다른 위치에서 전도할 수 있는 반면 이중 극은 두 개의 회로를 작동할 수 있습니다.

 

 

 

릴레이의 형태

폼 기준으로 릴레이는 A, B, C, D 중 하나의 폼 릴레이가 될 수 있습니다. 

 

 

"Form A" 릴레이

 

"Form A"의 SPST 릴레이는 NO(Normally Open) 기본 상태입니다.

NO 단자가 회로에 연결되면 릴레이가 활성화되고 회로가 분리되면 릴레이가 비활성화됩니다

 

 

"Form B" 릴레이

 

Form B 릴레이는 NC(Normally Closed) 상태로 기본 설정되는 SPST 릴레이입니다.

릴레이가 비활성화되면 NC 단자가 회로를 연결하고 릴레이가 활성화되면 회로를 분리합니다.

 

 

 

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"Form C" 릴레이

 

Form C 계전기는 이중 스로우 NC 및 NO 접점 단자가 있는 SPDT 계전기입니다.

두 개의 회로를 관리하여 하나는 열려 있고 다른 하나는 닫혀 있습니다. 계전기는 다른 회로를 닫기 전에 한 회로를 열기 때문에 "break-before-make" 계전기라고도 합니다.

 

"Form D" 릴레이

 

Form C 계전기와 개념이 유사한 Form D 계전기는 "make-before-break" 접점을 사용하는 SPDT 계전기입니다.

첫 번째 회로를 차단(개방)하기 전에 다음 회로를 닫습니다. 회로의 연속성을 유지하는 목적으로 사용됩니다.

 

 

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작동 원리

작동 원리에 따라 계전기는 전기 기계 계전기, 솔리드 스테이트 계전기, 하이브리드 계전기, 리드 계전기, 전열 계전기, 극성 계전기 및 무극성 계전기로 분류할 수 있습니다.

 

 

EMR(전자기계 릴레이):

 

전자기계 계전기(EMR)는 전자석을 사용하여 기계식 스위치를 작동하는 계전기 유형입니다. 기계식 릴레이라고도 합니다. 스위치는 일반적으로 전기 회로를 만들거나 차단하기 위해 열리거나 닫히는 접점 세트입니다. 접점은 일반적으로 금속으로 만들어지며 양호한 연결을 보장하기 위해 스프링이 장착되어 있습니다.

전자기 릴레이

 

EMR의 작업은 매우 간단합니다. 전자석에 전류가 가해지면 전기자를 끌어당기는 자기장이 생성되어 스위치 접점이 움직입니다. 계전기 설계 방식에 따라 회로를 열거나 닫도록 접점을 설정할 수 있습니다.

EMR은 단극, 쌍극 및 리드 릴레이 와 같은 다양한 유형으로 더 나눌 수 있습니다.각 종류에는 고유한 특성 세트가 있으며 특정 용도에 가장 적합합니다. 

EMR은 통신, 전력 시스템 및 산업 자동화를 비롯한 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 이 제품은 신뢰성, 내구성 및 뛰어난 스위칭 용량으로 유명합니다. 전압 및 전류 정격이 더 높으며 무접점 계전기(SSR)보다 저렴한 경우가 많습니다.

 

SSR (솔리드 스테이트 릴레이)

 

SSR 계전기는 기계 부품을 사용하는 대신 반도체를 사용하여 광 커플러를 사용하여 고전압 회로를 저전압 회로에서 분리합니다.

솔리드 스테이트 릴레이

 

무접점 계전기는 적외선을 방출하는 LED를 켜서 제어 입력에 응답합니다. 감광성 반도체 장치는 이 빛을 포착하여 전기 신호로 변환하고 회로를 전환합니다. EMR 릴레이와 비교할 때 SSR은 비교적 빠른 속도로 작동하며 매우 적은 양의 전력을 사용합니다. 타버릴 물리적 접촉이 없기 때문에 수명이 더 깁니다.

SSR 릴레이 사용의 단점은 반도체 전체에 공칭 전압 강하가 나타나 에너지를 열로 소산한다는 것입니다.

 

하이브리드 릴레이

 

SSR 및 EMR 릴레이는 하이브리드 릴레이를 생성하는 데 사용됩니다. 위에서 설명한 것처럼 SSR은 에너지를 열로 소비하고 EMR에는 접촉 아크 문제가 있습니다. 따라서 하이브리드 릴레이는 SSR과 EMR을 모두 사용하여 단점을 극복합니다.

하이브리드 릴레이

 

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EMR과 유사하게 하이브리드 계전기는 전자석을 사용하여 기계식 스위치를 구동합니다. 이를 통해 계전기는 SSR의 빠른 스위칭 속도와 낮은 전력 요구 사항, EMR의 높은 스위칭 용량 및 긴 서비스 수명을 모두 가질 수 있습니다.

EMR 또는 SSR에 비해 하이브리드 계전기는 종종 더 비싸지만 더 넓은 범위의 기능과 기능을 제공합니다.

 

리드 릴레이

 

리드 릴레이는 리드 스위치, 전자기 코일 및 백 EMF용 다이오드로 구성됩니다.

리드 스위치는 유리관으로 지지되고 튜브 내부에 밀폐된 두 개의 강자성 금속 블레이드로 구성됩니다. 유리는 불활성 가스로 채워져 있습니다.

리드 릴레이

 

강자성 금속 블레이드는 함께 끌어당겨 코일에 전원이 공급될 때 닫힌 경로를 만듭니다. 움직이는 전기자가 없기 때문에 접점 마모에 문제가 없습니다. 또한 불활성 가스가 유리관 내부에 채워져 수명을 연장합니다.

 

 

전열 릴레이 (Thermal Relay)

 

열 계전기라고도 하는 전열 계전기는 전류의 가열 효과를 사용하여 회로를 과전류로부터 보호합니다.

전열 릴레이

 

단락 또는 장비 구성 요소 자체의 결함으로 인해 발생할 수 있는 과전류 손상으로부터 전기 장비를 보호하는 데 사용됩니다. 모터, 발전기 및 변압기와 같이 고전류가 예상되는 상황에서 열 계전기는 매우 유용합니다.

열 계전기는 전류의 가열 효과를 사용하여 작동합니다. 계전기의 바이메탈 소자는 보호 회로를 통과하는 전류가 증가함에 따라 가열됩니다. 바이메탈 요소는 전류가 지정된 지점에 도달하면 릴레이를 구부리고 트립하여 전기 회로를 차단합니다. 응용 프로그램 및 보호 장비의 요구 사항에 따라 설정값을 변경할 수 있습니다.

 

Polarized & Non-polarized 릴레이

 

극성 계전기는 배선으로 인해 한 방향으로만 전기적으로 충전될 수 있는 코일이 있는 계전기 유형입니다. 이것은 지정된 방향의 전기가 코일을 통해 흐를 때만 릴레이가 켜진다는 것을 나타냅니다.

극성 계전기에서 접점도 단방향입니다. 코일에 한 방향으로 전원이 공급되면 닫히고 반대 방향으로 활성화되면 열립니다.

반면에 무극성 계전기는 어떤 방향으로든 전원을 공급할 수 있는 코일이 있는 일종의 계전기입니다. 따라서 릴레이는 전기가 코일을 통해 이동하는 방향에 관계없이 작동합니다. 무극성 계전기 접점은 양방향이며 코일이 어느 방향으로든 전원이 공급되면 닫힙니다.