リレーは、電磁石によってリモートで作動する電子作動スイッチであり、一連の接点を引き付けることで回路を開閉します。
電気リレーは一般的に、信号、無線周波数、低電流回路を使用する場合の高電流回路の切り替えや、抵抗、モータ、電灯、誘導、容量性などの負荷の切り替えに使用されます。これは、インライン スイッチまたは既存の回路に必要な電流を処理する能力がない場合に役立ちます。
TE は豊富なリレー タイプを製造しています。たとえば、ラッチング (双安定) リレー、ラッチング機能なし (単安定) リレー、プラグイン リレー、リード リレーなどです。当社のエレクトロメカニカル リレーは通常、他の多くの用途の中でも特に、電気絶縁や、製造・輸送用途での電力の制御、ビル オートメーション技術やコントロール パネルなど制御回路での小さい電流値の切り替え用に設計されています。リレーは増幅器として機能します。
当社のリレーは、AGASTAT、 Axicom、 CII、DRI Relays (DRI)、 HARTMAN、 KILOVAC、 KISSLING、 OEG、 Potter and Brumfield、 SCHRACK などのブランドによって製造されています。
電磁リレーと電子リレー
電磁リレーは、一次側とスイッチング素子間の中間信号の性質によって分類できます。入力信号によって生成された磁場が、機械的接点で動作します。例としては、標準のヨーク型リレーやリード リレーが挙げられます。この標準のヨーク型リレーは、軟鉄心に巻き付けられたワイヤ コイル、アーマチュア、および 1 つ以上の接点セットで構成されています。ワイヤ コイルに電流を流すと電磁界が形成され、これによりアーマチュアが作動します。アーマチュアはリレーの可動部品で、ヨークにヒンジで固定され、可動接点に機械的に接続されています。アーマチュアは接点を開閉し、元の位置に戻すバネが取り付けられています。バネは固定されているため、リレーの電力が遮断されると、磁気回路にエア ギャップが生じます。どのバージョンも基本的な動作コンセプトは同じですが、電気リレーはわずかに異なる技術を使用することで、さまざまなサイズとタイプが用意されています。電子リレーは、トランジスタ、トライアックなどの電子スイッチを主要なスイッチング素子として使用します。これにより、リレーははるかに大きな回路を制御できます。他のタイプの電子リレー (光学、周波数変調、容量効果などの他の手段で送信する) には、オプトカプラ (一次側では、光信号は発光ダイオードによって送信され、フォトトランジスタは受信機として機能し、スイッチング素子を制御する)、電熱リレー (一次側の入力エネルギーがバイメタル部品を加熱し、接点を機械的に作動させる)、ピエゾ リレー (接点が圧電効果によって機械的に動作する) などがあります。
信号用リレーとパワー リレーの仕組み
信号用リレーは、信号、データ、および音声を最大約 2 アンペアの抵抗性負荷に切り替えます。代表的な用途には、測定システム、コンピュータ インタフェース、通信機器などがあります。信号用リレーの種類には、ヨーク型リレー、リード リレー、半導体リレーなどがあります。パワー リレーは、最大 600 ボルトと 100 アンペアを切り替えることができます。このリレーは、コンタクタのスイッチング範囲と重なる可能性のある高電流スイッチングを提供します。汎用パワー リレーで使用される、パルス幅変調 (PWM) として知られている制御方式があります。PWM 方式は半導体制御を使用して動作し、通常、リレー コイルの保持電流の電力要件を調整するために使用されます。その結果、リレー コイルによって放散される熱が低減されます。この方法は、通常、リレー コイルと構造全体のコイルの保持電力効率と熱還元のために使用されます。
エレクトロメカニカル リレーと半導体リレーの比較
特性の比較
一般能力
特性 EMR SSR
誤用に耐える感度 良い 悪い
腐食、酸化、汚染の影響 受ける 受けない
衝撃、振動、加速度の影響 受ける 受けない
放射に対する感度 まあまあ 悪い
パッケージの汎用性 良い まあまあ
極あたりのコスト 大変良い まあまあ
入力 TTL & CMOS (バッファ) の互換性 まあまあ 大変良い
動作時間と解放時間 5 ～ 20 mS 25 ～ 10 mS
ミリタリ/航空宇宙仕様の適合性 良い 悪い
トラブルシューティングの容易さ 良い 悪い
入力と出力の分離能力 4 Kv >4 Kv
正常故障モード (出力) 開 短絡
正常摩耗機構 接点 LED
TE の Potter & Brumfield リレー T9G シリーズは、HVAC・家電・産業用制御用途向けの 30 A パワー PCB リレーです。クラス最小のリレーについて、ビデオで詳しくご紹介します。
ラッチング機能なしリレーとラッチング リレーの仕組み
リレーには複数の接点セットを含めることで、複数の接点を切り替えることができます。接点はアーマチュアの動きによって動作し、リレーが作動しているか回路が開いているかに応じて、ノーマル オープンまたはノーマル クローズになります。リレーが通電していない状態で接点が開の場合はノーマル オープン (NO)、リレーが通電していない状態で接点が閉の場合はノーマル クローズ (NC) と呼ばれています。NO リレーは NC リレーより一般的です。ラッチング機能なし (単安定) リレーでは、安定位置は 1 つのみ (オフ、または非通電位置) です。このリレーはこの非通電状態を維持し、電力を受け取りません。ほとんどのパワー リレーは、ニュートラル コイル システムを備えた単安定リレーです。コイル回路に電力が流れると、リレーは通電位置に切り替わります。内部コイルが磁力を発生させ、通電位置を保持します。電力が遮断されると、リレーは非通電位置に戻ります。このため、ラッチング機能なしリレー (単安定リレーとも呼ばれます) は、キーボードやマイクロコントローラの入力ボタンなどの押しボタン用途で役立ちます。ラッチング機能なしリレーとラッチング リレーの設計と機能は似ていますが、この 2 つの原則の主な違いは、ラッチング リレーは最後に電力が供給された位置に留まるのに対して、ラッチング機能なしリレーは、コイルの電力がコイルから除去されると通常の位置に戻ることです。ラッチング (双安定) リレーは、コイルを流れる通電電流が遮断された後も、切り替えられた位置を保持します。ラッチング リレーをリセットするには、コイルに逆通電する必要があります。ラッチング リレーには 2 つの安定した位置 (オンとオフ) があり、最後のスイッチング位置を維持します。状態を変えるには、電気を流す必要があります。双安定リレーを使用することには 2 つの利点があります。スイッチング後に消費される電力がゼロであることと、リレーが長期間でもスイッチング状態を維持できる能力です。また、リレー コイルは通電されていないため、発熱しません。そのためリレーはより低温になり、電流範囲が広くなります。ラッチング リレーでは、接点のメモリ効果により、停電が発生しても接点の状態が変化しません。ラッチング リレーは、さまざまな用途タイプに使用されます。
ラッチング リレーは一般的に、消費電力やコイルの自己発熱のためにコイルに長時間電力を供給できない低消費電力用途または高温用途で使用されます。コイルに連続電圧を印加する代わりに、短い電圧パルスで動作します。ラッチング リレーは、コイル電圧が印加されると接点位置を変更し、電圧が遮断されてもその位置に留まります(ラッチング リレーの動作には、「セット」という用語を使用するのが一般的です)。ラッチング リレーをリセットするには、別の電圧パルスを印加する必要があります。市販されているラッチング リレーの 2 つの基本設計、機械ラッチング リレーと磁気ラッチング リレーをご覧ください。
インダストリアル リレーとは
過酷な環境でも信頼できる設計
当社のリレーは、UL などの業界の要望を満たすように設計されています。インダストリアル リレーは、生産ライン、ロボット、エレベーター、制御パネル、CNC マシン、モーション コントロール システム、照明器具、ビル システム、太陽光発電、HVAC、そして安全性が最重視されるさまざまな用途に使用されています。
インダストリアル リレーはリモートで作動し、電気回路を遮断するか完結して電力供給を制御します。インダストリアル リレーは、過酷な産業環境で確実に動作するように設計されていることを除いて、標準のリレーと同様に動作します。インダストリアル リレーはリモートで作動し、電気回路を遮断するか完結して電力供給を制御します。
安全関連制御システムにおけるリレー
安全な出力を実現するためにシンプルな回路を使用する場合、高電圧であっても、安全の専門家がリレーを第一の選択肢とするのは珍しいことではありません。安全関連制御システムにおける強制ガイド リレーについて詳しく説明している技術記事をダウンロードできます。
他の電気リレーのタイプ - ISO リレーとスリム リレー
ISO リレーは通常、自動車分野ではミニ ISO リレーまたはマイクロ ISO リレーと呼ばれます。通常はプラグイン リレーとも呼ばれ、FASTON の配置は ISO 仕様に準拠しています。ミニ ISO リレーは、ミニ ISO リレーとマキシ ISO リレー (パワー ミニ リレーと呼ばれることもあります) を区別することもあります。スリム リレーは、チャネルあたり約 6 mm のスイッチングおよびコントロール パネルに使用されます。非常にコンパクトで軽量なこのリレーは、スペースの削減が考慮事項である場合に役立ちます。スリム リレーは、オートメーション システム、DCS システム、機械メーカー、PLC、輸送システムで使用されます。
このアプリケーション ノートでは、特にソリッド ステート スイッチを使用するときの、電磁リレー コイルを無励磁にする方法に関連した問題と、それらがリレーの寿命に与える影響を取り上げます。これは主にリレーの電源遮断サイクルに関係しており、論点は以下のとおりです。1) コイル電源遮断時のリレー システムのアーマチュアとスイッチングの動力学。2) コイル誘導電圧がどのように発生するか。3) ソリッド ステート スイッチを保護する手法。4) 単純なコイル抑制ダイオードがリレー スイッチングの動力学と接点の寿命に及ぼす悪影響。5) ダイオード抑制を使用した場合の接合接点間の典型的な「固着」と接点を開く力の低減。6) ツェナー ダイオードを通常ダイオードに追加することで電圧抑制と信頼性の高いスイッチング性能の両方を達成できる理由。典型的なクラッパータイプのリレーにおける電源遮断または「ドロップアウト」は通常、次のように起こります。コイルへの給電が遮断されると、磁束が減衰して磁気保持力 (アーマチュアを吸着し続けようとする力) が減少し、磁気保持力がバネの力 (アーマチュアを切り離そうとする力) を下回ってアーマチュアが開き始めます。アーマチュアが開くにつれて、バネの力はアーマチュアの位置に従って減少します。ただし、反磁気力はアーマチュアの位置とコイル電流の減衰の両方に従って減少します (この両方がコイル磁束を減少させます)。リレー コイルの電流が遮断されると、コイル磁束 (コイル巻数に関係する) の減衰に伴って数百ボルトまたは数千ボルト単位の誘導過渡電圧がコイル全体に発生する場合があります。単純な直列スイッチング回路では、この誘導電圧 + コイル供給電圧はコイル遮断スイッチ全体に見られます。
