รีเลย์ คืออะไร มาทำความรูจักกับรีเลย์ และสิ่งที่ควรรู้
รีเลย์ คือสวิตช์ที่ทำงานด้วยระบบไฟฟ้า ซึ่งเปิดใช้งานโดยกระแสหรือแรงดันที่จ่ายให้สวิตช์ด้วยสายควบคุม สายไฟต่าง ๆ รีเลย์มักจะใช้เพื่อควบคุมวงจรจากระยะไกล หรือควบคุมระบบประกอบ ระบบการแยกชิ้นส่วนของวงจรต่าง ๆ
โดยทั่วไปแล้วประกอบด้วยขดลวด ชุดควบคุม และแท่งโลหะเล็ก ๆ ซึ่งพันด้วยขดลวดไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า กระดอง เมื่อเกิดการจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านทางขดลวด จะเกิดการสร้างสนามแม่เหล็กที่ทำให้กระดองเคลื่อนไหว และทำให้ชุดควบคุมเปิดหรือปิดตามที่ได้ตั้งค่าไว้
หลักการทำงานของรีเลย์
- หลักการทำงานของรีเลย์นั้นใช้หลักการของแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อเกิดการจ่ายกระแสไฟให้กับขดลวดของรีเลย์ รีเลย์จะสร้างสนามแม่เหล็กรอบขดลวด สนามแม่เหล็กนี้จะทำให้กระดองเคลื่อนที่ ซึ่งจะไปสัมผัสกับชุดควบคุมและเกิดกระบวนการเปิด หรือ ปิด
- โครงสร้างพื้นฐานของรีเลย์เกือบทุกประเภทจะเหมือนกัน ได้แก่ ขดลวด ชุดควบคุม และกระดอง โดยทั่วไปแล้วขดลวดจะทำจากเส้นลวดที่พันรอบแท่งเหล็ก ทำให้เมื่อจ่ายกระแสไฟเข้าไปยังขดลวด ตัวขดลวดนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กรอบ ๆ ขดลวดนั่นเอง
- ส่วนกระดองของรีเลย์นั้นจะเป็นชิ้นส่วนที่สามารถเคลื่อนที่ได้ ซึ่งจะสัมผัสกับชุดควบคุมของรีเลย์ ตัวกระดองนี้ทำหน้าที่เคลื่อนที่ไปสัมผัสกับชุดควบคุมเพื่อเปิดหรือปิดสวิทช์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของรีเลย์แต่ละประเภท
- และในส่วนของชุดควบคุม หรือหน้าสัมผัสของรีเลย์ ทำหน้าที่เปิดหรือปิดวงจร ส่วนใหญ่จะมีตั้งแต่ 2 ชุดขึ้นไปในรีเลย์ และมักจะทำจากวัสดุนำไฟฟ้า เช่น ทองแดงหรือทองเหลือง เมื่อกระดองเคลื่อนที่ จะทำให้หน้าสัมผัสเปิดหรือปิด อาจจะมีรายละเอียดหรือวิธีการเพิ่มเติมขึ้นอยู่กับการออกแบบของรีเลย์
ประเภทต่าง ๆ ของรีเลย์
- รีเลย์สำหรับใช้งานทั่วไป (General-purpose relays) : รีเลย์เหล่านี้ออกแบบมาเพื่อสลับวงจรแรงดันต่ำ และมักใช้ในแผงควบคุมและการใช้งานอื่นๆ ที่จำเป็นต้องใช้สัญญาณควบคุมพลังงานต่ำเพื่อสลับวงจรไฟฟ้ากำลังสูง
- โอเวอร์โหลดรีเลย์ (Overload relays): รีเลย์เหล่านี้ใช้เพื่อป้องกันมอเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ จากความเสียหายเนื่องจากการโอเวอร์โหลด ทำงานโดยการตรวจจับเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรเกินระดับที่กำหนด จากนั้นจึงตัดวงจรเพื่อป้องกันความเสียหายเพิ่มเติม
- รีเลย์หน่วงเวลา (Time delay relays) : รีเลย์เหล่านี้ใช้เพื่อหน่วงเวลาการทำงานของวงจรในช่วงระยะเวลาหนึ่ง มักใช้ในระบบควบคุมเพื่อให้มีเวลาสำหรับส่วนประกอบอื่นๆ ในการเริ่มต้นทำงาน หรือเพื่อให้แน่ใจว่าวงจรจะไม่เริ่มทำงานหรือหยุดทำงานเร็วเกินไป
- โซลิดสเตตรีเลย์ (Solid-state relays) : รีเลย์เหล่านี้ใช้ส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ (semi-conductor) แทนชิ้นส่วนกลไกแบบทั่วไป ด้วยความที่มีความเป็นกลางระหว่างไฟฟ้าและฉนวนสูง ทำให้เชื่อถือได้และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ารีเลย์ทั่วไป มักใช้ในการใช้งานความถี่สูงหรือความเร็วสูง ซึ่งรีเลย์แบบทั่วไปอาจจะทำงานได้ไม่ทันหรือไม่ตอบโจทย์ รีเลย์แบบโซลิดเสตอาจจะมีราคาที่ค่อนข้างแพง และจะต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญในการทำงานอย่างมาก
การใช้งานของสวิทช์แบบรีเลย์ในภาคอุตสาหกรรมต่าง ๆ
- ใช้เป็นแผงควบคุม เพื่อควบคุมวงจรจากระยะไกล เช่น เปิดปิดไฟในอาคาร เริ่มหรือหยุดเครื่องจักร
- ใช้ควบคุมมอเตอร์ เพื่อสตาร์ทหรือหยุดมอเตอร์ และเพื่อป้องกันมอเตอร์จากการโอเวอร์โหลด จึงนิยมใช้โอเวอร์โหลดรีเลย์ในการควบคุม
- ระบบยานยนต์ ใช้ในการควบคุมเครื่องยนต์ ระบบส่องไฟสว่าง อัดฉีดเชื้อเพลง
- ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม นิยมใช้ในการควบคุมมอเตอร์สายพานลำเลียง และระบบออโต้อื่น ๆ
สรุป ทำไมสวิทช์รีเลย์ถึงถูกเลือกใช้
รีเลย์เป็นสวิทช์ที่สามารถควบคุมวงจรไฟฟ้าแรงสูงด้วยสัญญาณควบคุมที่มีแรงดันต่ำ หรือมีกำลังไฟฟ้าต่ำ ทำให้เป็นวิธีที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการควบคุมวงจร อีกทั้งยังมีความทนทาน ใช้งานได้ยาวนาน โดยส่วนใหญ่สวิทช์รีเลย์สามารถเปิดและปิดได้หลักสิบล้านครั้ง อีกทั้งยังติดตั้งง่ายและใช้งานได้หลากหลาย จึงเป็นอีกหนึ่งส่วนประกอบสำคัญทางอุตสาหกรรมที่ขาดไม่ได้
