1

รเลย (Relay)และคอนแทกเตอร

รเลย (Relay)

• เปนอปกรณทาหนาทเปนสวตชมหลกการทางาน

คลายกบ ขดลวดแมเหลกไฟฟาหรอโซลนอยด (solenoid)

รเลยใชในการควบคมวงจร ไฟฟาไดอยางหลากหลาย รเลย

เปนสวตชควบคมททางานดวยไฟฟา

2

รเลยแบงออกตามลกษณะการใชงานไดเปน 2 ประเภทคอ

1. รเลยกาลง ( Power relay) หรอมกเรยกกนวา

คอนแทกเตอร (Contactor or Magnetic contactor)

ใชในการควบคมไฟฟากาลง มขนาดใหญกวารเลยธรรมดา

3

2. รเลยควบคม (Control Relay) มขนาดเลกกาลงไฟฟา

ตา ใชในวงจรควบคมทวไปทมกาลงไฟฟาไมมากนก หรอเพอ

การควบคมรเลยหรอคอนแทกเตอรขนาดใหญ รเลยควบคม

บางทเรยกกนงาย ๆ วา "รเลย"

หนาทของคอนแทกเตอร

• คอ การใชกาลงไฟฟาจานวนนอยเพอไปควบคมการตดตอกาลงไฟฟา

จานวนมาก คอนแทกเตอรทาใหเราสามารถควบคมกาลงไฟฟาใน

ตาแหนงอนๆ ของระบบไฟฟาได สายไฟควบคมใหรเลยกาลงหรอคอน

แทกเตอรทางานเปนสายไฟฟาขนาดเลกตอเขากบสวตชควบคมและ

คอลยของของคอนแทกเตอร กาลงไฟฟาทปอนเขาคอลยอาจจะเปน

ไฟฟากระแสตรง หรอไฟฟากระแสสลบกไดขนอยกบการออกแบบ

การใชคอนแทกเตอรทาใหสามารถควบคมวงจรจากระยะไกล

(Remote) ได ซงทาใหเกดความปลอดภยกบผปฏบตงาน

ในการควบคมกาลงไฟฟา

4

คอนแทกเตอร (Contactors)

นอกจากจะมหนาสมผสทงสวน

เคลอนท และหนาสมผสสวนท

อยกบทแลวหนาสมผสภายใน

ของคอนแทกเตอรยงแบง

ออกเปน 2 สวนตามลกษณะของ

การทางาน ซงแบงออกเปน 2

สวนดงน คอ

1. หนาสมผสหลก (Main Contacts) โดยปกตแลวหนาสมผสหลกม 3 อน สาหรบสงผานกาลงไฟฟา 3 เฟสเขาไปสมอเตอร หรอโหลดทใชแรงดนไฟฟา 3 เฟส หนาสมผสหลกของคอนแทกเตอรมขนาดใหญทนแรงดนและกระแสไดสง หนาสมผสหลกเปนชนดปกตเปด (Normally open;N.O. contact)อกษรกากบ หนาสมผสดานแหลงจายคอ 1, 3, 5 หรอ L1, L2, L3 และดานโหลดคอ 2, 4, 6 หรอ T1, T2, T3 ดงรป

5

รปแสดงหนาสมผสของคอนแทกเตอร

• 2. หนาสมผสชวย (Auxiliary Contacts) หนาสมผสชนดนตด

ตงอยดานขางทงสองดานของตวคอนแทกเตอร มขนาดเลกทน

กระแสไดตาทาหนาทชวยการทางานของวงจร เชน เปน

หนาสมผสททาใหคอนแทกเตอรทางานไดตลอดเวลา หรอ

เรยกวา "holding" หรอ "maintaining contact" หนาสมผสชวยน

จะเปนหนาสมผสแบบโยกไดสองทาง โดยจะถกดงขน-ลงไป

ตามจงหวะการดด-ปลอยของคอนแทกเตอร อกษรกากบ

หนาสมผสชวย จะเปน13, 14 สาหรบคอนแทกเตอรทม

หนาสมผสชวยแบบปกตเปด 1 ชด ถาม N.O. ชดท 2 จะเปน 23,

24 และหนาสมผสชวยแบบปกตปดจะมอกษรกากบ

เปน 31, 32 และ 41, 42

6

ชนดของรเลยแบงตามลกษณะของคอยล หรอ แบงตาม

ลกษณะการใชงาน (Application) ไดแกรเลยดงตอไปน

1. รเลยกระแส (Current relay) คอ รเลยททางานโดยใชกระแสมทงชนดกระแสขาด (Under- voltage) และกระแสเกน (Overcurrent)

2. รเลยแรงดน (Voltage relay) คอ รเลย ททางานโดยใชแรงดนมทงชนดแรงดนขาด (Under-voltage) และ แรงดนเกน (Over voltage)

3. รเลยชวย (Auxiliary relay) คอ รเลยทเวลาใชงานจะตองประกอบเขากบรเลยชนดอน จงจะทางานได

7

4. รเลยกาลง (Power relay) คอ รเลยทรวมเอาคณสมบตของรเลยกระแส และรเลยแรงดนเขาดวยกน

5. รเลยเวลา (Time relay) คอ รเลยททางานโดยมเวลาเขามาเกยวของดวย ซงมอยดวยกน 4 แบบ คอ

- รเลยกระแสเกนชนดเวลาผกผนกบกระแส (Inverse time over current relay) คอ รเลย ทมเวลาทางานเปนสวนกลบกบกระแส - รเลยกระแสเกนชนดทางานทนท (Instantaneous over current relay) คอรเลยททางานทนททนใดเมอมกระแสไหลผานเกนกวาทกาหนดทตงไว

- รเลยแบบดฟฟนตไทมแลก (Definite time lag relay) คอ รเลย ทมเวลาการทางานไมขนอยกบความมากนอยของกระแสหรอคาไฟฟาอนๆ ททาใหเกดงานขน

- รเลยแบบอนเวอสดฟฟนตมนมมไทมแลก (Inverse definite time lag relay) คอ รเลย ททางานโดยรวมเอาคณสมบตของเวลาผกผนกบกระแส (Inverse time) และ แบบดฟฟนตไทมแลก (Definite time lag relay) เขาดวยกน

8

6. รเลยกระแสตาง (Differential relay) คอ รเลยททางานโดยอาศยผลตางของกระแส

7. รเลยมทศ (Directional relay) คอรเลยททางานเมอมกระแสไหลผดทศทาง มแบบรเลยกาลงมทศ (Directional power relay) และรเลยกระแสมทศ (Directional current relay)

8. รเลยระยะทาง (Distance relay) คอ รเลยระยะทางมแบบตางๆ ดงน

- รแอกแตนซรเลย (Reactance relay)

- อมพแดนซรเลย (Impedance relay)

- โมหรเลย (Mho relay)

- โอหมรเลย (Ohm relay)

- โพลาไรซโมหรเลย (Polaized mho relay)

- ออฟเซทโมหรเลย (Off set mho relay)

9. รเลยอณหภม (Temperature relay) คอ รเลยททางานตามอณหภมทตง

ไว

10. รเลยความถ (Frequency relay) คอ รเลยททางานเมอความถของระบบ

ตากวาหรอมากกวาทตงไว

11. บคโฮลซรเลย (Buchholz ‘s relay) คอรเลยททางานดวยกาซ ใชกบหมอ

แปลงทแชอยในนามนเมอเกด ฟอลต ขนภายในหมอแปลง จะทาให

นามนแตกตวและเกดกาซขนภายในไปดนหนาสมผส ใหรเลยทางาน

9

สเตปมอเตอร (STEPPING MOTOR)

• สเตปมอเตอร เปนมอเตอรทขบเครองดวยพลส ลกษณะการ

ขบเคลอน จะหมนรอบแกนได 360 องศา มลกษณะไมตอเนอง

แตมลกษณะเปนสเตป โดยแตละสเตปจะขบเคลอนได 1,1.5,1.8

หรอ 2 องศา แลวแตละโครงสรางของมอเตอรลกษณะท นา

มอเตอรไปใช จะเปนงานทตองการตาแหนงแมนยา เชน ระบบ

ขบเคลอนหวแมพมพในเครองพมพ (PRINTER)ระบบ

ขบเคลอนหวอานในเครองอานบนทกเหลก ระบบขบเคลอน

ตาแหนงของปากกาใน X-Y PLOTER เปนตน

ชนดและโครงสรางของสเตปมอเตอร

สเตปมอเตอรมลกษณะดงรป

รป 1สเตปมอเตอรแบบมสาย 5 เสน

10

รป 2 มอเตอรแบบมสาย 6 เสน รป 3สเตปมอเตอรหลายแบบไบโพลาร

รป4แสดงภาพถายโครงสรางสเตปมอเตอร

11

สเตปมอเตอรทพบในปจจบนม 3 ลกษณะดงน

1. แบบแมเหลกถาวร(PERMANENT MAGNET_PM)

สเตปมอเตอรแบบ PM จะมสเตเตอร (STATOR) ทพน

ขดลวดไวหลายๆ โพล โดยมโรเตอร (ROTOR) เปนรปทรง

กระบอกฟนเลอย และโรเตอรทาดวยแมเหลกถาวร เพอปอน

ไฟกระแสตรง ใหกบขดสเตเตอร จะทาใหเกดแรง

แมเหลกไฟฟาผลกตอโรเตอร ทาใหมอเตอรหมนมอเตอร

แบบ PM จะเกดแรงฉดยดใหโรเตอรหยดอยกบท แมจะ

ไมไดปอนไฟเขาขดลวด

12

2. แบบแปรคารลกแตนซ (VARIABLE RELUCTANCE- VR)

สเตปมอเตอรแบบVR จะมการหมนโรเตอรไดอยางอสระ แมจะ

ไมไดจายไฟใหโรเตอรทาจากสารเฟอรโรแมกเนตก กาลงออน ม

ลกษณะเปนฟนเลอย รปทรงกระบอกโดยจะมความสมพนธ

โดยตรงกบจานวนโพลในสเตเตอร แรงบดทเกดขนจะไปหมนโร

เตอร ไปในเสนทางของอานาจแมเหลกทมคารลกแตนทตาทสด

ตาแหนงทจะเกดแนนอนและมเสถยรภาพแตจะเกดขนไดหลายๆ จด

ดงนนเมอปอนไฟเขาขดลวดตางๆ ในมอเตอรแตกตางขดกนไป กทา

ใหมอเตอร หมนไปตาแหนงตางๆ กนโรเตอรของ VR จะมความ

เฉอยของโรเตอรนอยจงมความเรวรอบสงกวามอเตอรแบบ PM

3. แบบผสม(HYBRID-H)

สเตปมอเตอรแบบ H จะเปนลกผสมของ VR กบ PM โดยจะ

มสเตเตอรคลายกบทใชใน VR โรเตอรมหมวกหม ปลายซงม

ลกษณะของสารแมเหลกทมกาลงสง โดยการควบคมขนาด

รปรางของหมวกแมเหลกอยางดทาใหไดมม การหมนและ

ครงนอยและแมนยา ขอดกคอ ใหแรงบดสงและมขนาด

กระทดรด และใหแรงฉดยดโรเตอรนงกบทตอนไมจายไฟ

13

รป 5. แสดง

(ก) โครงสราง

(ข) (ข) วงจรเทยบเทา (equivalentcircuit) ของมอเตอร ชนด 4 ขด

แสดงมมของโรเตอรเทยบกบกระแสไฟฟาทจายแกเฟสตาง ๆ

ตาแหนง

เฟสทจาย

กระแสไฟฟา

ตาแหนงโรเตอร

1 1 2 3 3 4 2 3 2 4 4 1

14

จากลกษณะของมมโรเตอรหมนกบกระแสไฟท

ปอนแกเฟสตางๆจะสามารถสงงานให STEPPING MOTOR

หมนได 3 อยาง คอ

1.แบบจายกระแสไฟใหเฟสเดยววนเวยนกนไป เรยก ONE-

EXCITATION หรอ HALF DRIVE คอ f1 , f2, f3, f4 การ

OUT EXCITATION แบบนแรงบดจะนอย

2. แบบจายกระแสไฟใหพรอมกนทเดยว 2 f เรยก TWO-

EXCTATION หรอ FULL STEP คอ f1f2 , f2f3 , f3f4 , f4f1

หมนเวยนกนไปแบบนแรงบดจะมาก

3. แบบจายกระแสไฟใหทละ 1 เฟส สลบกบ 2 เฟส เรยก ONE-TWO

EXCITATION หรอ HALF STEP เหมอนรปแสดงของมมโรเตอร แต

แบบนจานวน STEP ทวนเขมจะเปนตรงกนขาม

เฟส

1 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 0

1 0 0 0

4 3 2 1

1

2

3

4

15

การตรวจสอบหาสาย COMMON และสาย GROUND ของ STEPPING

แบบPM (แบบแกนโรเตอรเปนแมเหลกถาวร)

โดยทวไป SP MOTOR แบบ PM จะมอย 2 ชนด

1. ชนดทเปน COMMON ภายนอก SP MOTOR แบบนมสายอย 6 เสน คอ

รป 6 สเตปมอเตอร ชนดมสาย 6 เสน

สายทเปน COMMON 2 เสน

สายทเปน GROUND 4 เสน

• สาย COMMON 1 เสน จะ DRIVE GROUND 2 เสน ในการ

เชคใหใชมเตอรวดหาสายทเปน COMMON กอนโดยการตง

RANGE ของมเตอรท R*1 จบทสายทละค ถาหากวดสาย

COMMON เทยบกบสาย GROUND ไดถกตองคาความ

ตานทานทอานไดจะนอย แตถาวดผดสาย คอวดสาย

GROUND เทยบกบ GROUNDคาความ ตานทานทอานไดจะ

สงกวาแตถาวดสาย COMMON เทยบกบสาย GROUND ท

ไมใชคกนแลว เขมมเตอรกจะไม กระดก ใหทดลองวด

เปรยบเทยบกนทละค กจะทราบวาสายใดเปนสาย

COMMON สายใดเปนสาย GROUND

16

2. ชนดทเปน COMMON ภายใน SP MOTOR แบบนมสายอย 5 เสน คอ

รป 7 สเตปมอเตอรชนดมสาย 5 เสน

สายทเปน COMMON 1 เสน

สายทเปน GROUND 4 เสน

• ในการวดใหทาแบบเดยวกบการวด SP MOTOR ชนด

COMMON ภายนอกแตกตางกน เพยงแบบ COMMON ภายใน

สาย COMMON 1 เสนDRIVE สาย GROUND 4 เสน ดงนน

หากสายเสนใดเมอวดเทยบกบสายเสนอน แลวมคาความ

ตานทานนอยทสดสายเสนนนเปนสาย COMMON และทเหลอ

อก4 เสนจะเปนสาย GROUND

17

การเรยงเฟสของ STEPPING MOTOR แบบ PM

เมอเราทราบวาสายเสนใดเปนสาย COMMON แลวแตเรายงไม

ทราบวาสาย GROUND เสนใดเปนเฟสท1 เฟสท 2 เฟสท 3 และเฟสท 4 ในการเรยงเฟสนนใหใชมเตอรวดโดยนา V+ เขาทสาย COMMON วดเทยบกบสาย GROUNDเสนใดกได 1 เสน จะทาใหแกนโรเตอรเคลอนไปขางหนา 1 STEP เมอเปลยนสาย GROUND เสนแรกเปนเสนท 2 ลาก MOTOR ไมเคลอนทไปขางหนาแสดงวาการเรยงเฟสไมถกตองกใหวดเทยบกบสาย GROUNDเสนใหม

ตอไป หาก MOTOR เคลอนทไปขางหนาตามกน วดทสาย GROUND เสนตอไปเรอย ๆ กจะทาใหทราบวาสายเสนใดเปนเฟสแรก สายเสนใดเปนเฟสท 2 เฟสท 3 และเฟสท ◌◌ 4 การเรยงเฟสของ SP MOTOR แบบ PM ทงชนดทเปน COMMON ภายนอกและชนดทเปน COMMON ภายใน ใชหลกการเดยวกน

วงจรขบสเตปมอเตอร

วงจรขบ (DRIVE)

เมอเรารซเควนซของมนแลวตอไปเรากตองมวงจร DRIVE

ใหแก STEPPING MOTOR วธทงายทสดในการ ตอวงจรซ

เควนสเขากบวงจรขบ คอ การตอโดยตรง ดงเอาทพท ก และ

ข แตถากระแสเอาทพท ของวงจรซเควนสไม เพยงพอกตอง

ตอ บฟเฟอร (BUFFER) เพอขยายกระแสดงรป เอาทพท ค

และง

18

รป 8 แสดงวธขบเอาทพทขอสเตปมอเตอร

• ปญหาเกยวกบวงจรขบ ขดลวดของสเตปมอเตอรเปน โหลด

ชนดตวเหนยวนา และมคาเปรยบเสมอนผลรวมของความ

เหนยวนา (Inductance)อนกรมกบความตานทานดงรป 9

รป 9 วงจรสมมล (equivalentcircuit) ของสเตปมอเตอร

19

ซพเพรสเซอร (SUPRESSOR) เมอ ทรานซสเตอรรป A หยดนากระแส

จะทาใหเกดเแรงเคลอนไฟฟาคาสงจานวนหนงเนองจากผลของการ

เปลยนแปลงของกระแสในตวเหนยวนา และแรงเคลอนไฟฟานจะเปน

อนตรายตอทรานซสเตอรไดวธปองกนไดดวยวธการตอไปน

1. ใชไดโอดซพเพรสเซอร

กระแสหมนเวยน CIRCULATING CURRENT จะเรมไหลหลงจาก

ทรานซสเตอร หยดนากระแสและศกดาบนคอลเลคเตอร จะเทากบ

ศกดาของแหลงจายไฟฟา ขอเสยคอ กระแสจะหมนเวยนอยนานและ

จะทาใหเกดแรงบดหามลอ (BREAKING TORQUE) พลงงานสวน

ใหญจะสญเสยเปนความรอนในความตานทานของขดลวด

2. ใชไดโอดและตวตานทานซพเพรสเซอร

20

ถาคาตวตานทาน RS ยงมากกระแสหมนเวยนกจะลดลงเรว

ขนแตศกดาของ คอลเลคเตอรในขณะกระแสไหลยอนกลบ

จะมคาสงขนพลงงานสวนใหญสญเสยในตวตานทาน RS

3. ใชซเนอรไดโอดซพเพรสเซอร

• เมอทรานซสเตอรหยดนากระแส กระแสจะลดลงไดเรวกวา 2แบบแรก

และศกดาทคอลเลคเตอรขณะกระแสไหลยอน กลบจะเทากบศกดาของ

ซเนอรบวกกบศกดาของแหลงจาย ซงเปนอสระตอกระแสพลงงาน

สวนใหญสญเสยในซเนอรไดโอด

4. ใชตวเกบประจซพเพรสเซอร

21

• จะใสตวเกบประจให f1 กบ f3 และ f2 กบ f4 เมอ

ทรานซสเตอร หยดนากระแสตวเกบประจ C จะตอกบ

ทรานซสเตอร โดยผานไดโอด และจะดดกลนกระแสท

คอยๆ ลดลงจากขดลวดของมอเตอร เพอปองกน

ทรานซสเตอรเสย และยงชวยแดมปไฟ คอชวยลดความรอน

ทเกดขนในขดลวดสเตเตอรเนองจากการแกวงของโรเตอร

• วงจรขบ

Q1-Q4 เปนตวขบรวมกบ Q5-Q8 โดยการตอแบบดารลงตน วงจรนสามารถใช

กบมอเตอรทดงกระแสมากๆแตไม ควรเกน 2A เพราะ Q5-Q8 อาจจะรอนซง

วงจรทใหมานออกแบบไวสาหรบรนทใหกระแสไมเกน 600 mA ถาจะใช กบ

รนทดงกระแสมากกเพยงแตเปลยน Q5-Q8 เปนเบอรทสามารถทนกระแสได

มากขน D5-D8 เปนตวปองกน ความเสยหาย ทรานซสเตอรอนเกดจากการ

เปลยนแปลงของสนามแมเหลก ทาใหเกดแรงดนยอนกลบ LED1-LED5 ทา

หนาทบอกสภาวะเอาทพท (สวางคอ "1" ดบคอ "0") R5-R8 ทาหนาทจากด

กระแส โดย LED ซงแรงดนยอนกลบสามารถทาให LED ตดสวางไดเชนกน

แรงดน +V นนควรเลอกใหเหมาะสมกบสเตปมอเตอรทจะใชดวยคอ

ประมาณV+2.5 โดย V คอคาแรงดนทกากบไวทขางตวมอเตอร เชน 12 V กจะ

ใชแรงดนเทากบ 12+2.5 = 14.5 โวลต เปนตน

22