리레이 고장 모드 분석 및 대책

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리레이는 전자 제어 소자로, 일반적으로 자동 제어 회로에 사용됩니다.실제로는 더 작은 전류를 이용해 더 큰 전류를 제어하는 일종의 “자동 스위치”입니다.따라서 회로에서는 자동 조절, 안전 보호, 회로 변환 등의 역할을 합니다.전자기 릴레이는 주로 코일, 철판, 리셋 스프링, 가동 접점 및 고정 접점 등으로 구성됩니다.일반적인 전자기 릴레이의 구조는 아래 그림을 참조하십시오. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050416089817.png 전자기 릴레이의 기본 구조 및 작동 원리 ◆ 코일에 전류가 흐르면 코일 중심의 철심이 자화되어 자력이 생기고, 그 자력에 의해 그림과 같이 철판들이 서로 끌어당겨집니다. 이때 레버 작용을 통해 연결된 가동 접점들이 움직이게 되며, 결과적으로 상시 열린 접점은 닫히고 상시 닫힌 접점은 열리게 됩니다； ◆코일의 전류가 차단되면, 철심은 즉시 자성을 잃습니다. 그러자 압축되어 있던 스프링이 원래 위치로 돌아가면서 힘이 작용하여 철판도 원래 위치로 돌아갑니다. 이때, 노멀오픈 접점은 열리고, 노멀클로즈 접점은 닫힙니다. 리레이의 고장 패턴 분석 및 대책 yunrun.com.cn/tech/2662.html 특수한 응용 환경에서는 정상적으로 작동해야 할 리레이가 여러 가지 특별한 원인으로 인해 비정상적으로 작동하게 되며, 그로 인한 손실은 종종 엄청날 수 있습니다.따라서 릴레이를 사용할 때는 릴레이가 고장나는 구체적인 원인을 명확히 파악하고, 이에 맞는 대응 조치를 취하여 릴레이의 고장을 최대한 방지해야 합니다. 이는 인명과 재산의 안전을 보호하는 데 매우 중요한 의미가 있습니다. 리레이의 경우, 그 작동에 이상을 초래하는 고장 원인은 20가지나 됩니다. 구체적인 사용 환경과 작동 조건에 따라 리레이의 고장 원인도 달라집니다.창휘 계측은 참고를 위해 아래에 몇 가지 일반적인 릴레이 고장 원인과 해결 방안만을 제시합니다. 흔한 릴레이 고장 원인 및 해결 방안 1. 접점 작동 이상 ① 릴레이 접점 용접: 접점 표면에 큰 부하의 서지 전류가 흐르고, 빈번한 스위칭으로 인해 아크 열이 발생한다. 해결 방안: a. 전원 전압이나 코일 전압이 떨어져 접점이 떨리는 것을 방지해야 합니다； b. 정격 전류를 초과하는 서지 전류가 발생하는 부하에 주의할 것； c. 릴레이의 고주파 스위칭 사용에 주의하십시오. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050420217254.png 릴레이의 접점에 용접 결함이 발생함. ② 릴레이 접점 재질의 이동: 직류 부하가 전환될 때 아크 열이 발생하여 접점 재질이 녹아서 증발하여 이동함. 해결 방안: a. 직렬로 제한 저항을 연결하여 부하의 서지 전류를 줄임； b. 접점 부분에는 다이오드가 병렬로 연결되어 역기전력을 흡수한다. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050422007088.png 릴레이의 접점에 접착이 생기거나 재료가 이동하는 고장이 발생합니다. ③탄화물로 인한 릴레이 접점 고장: 전자기 부하(전자식 밸브, 컨택터, 밸브 등)와 접점이 연결될 때 이러한 문제가 쉽게 발생합니다. 릴레이의 접점이 오랫동안 열리고 닫히면서 발생하는 전류의 파동으로 인해 주변의 유기 가스가 분해되고 먼지가 탄화되어 접점에 달라붙게 되며, 그 결과 접점의 접촉이 원활하지 않게 됩니다. 해결 방안: a. 감성 부하의 역기전력은 저항성 부하보다 크므로, 탄화가 더 쉽게 발생한다. b. 접점 부분에는 역기전력을 흡수하기 위해 RC 회로나 다이오드와 같은 서지 흡수 소자를 병렬로 연결한다. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050426539522.png 릴레이에서 탄화물이 생성되어 발생하는 접점 고장. 위에 언급된 세 가지 접점 고장은 릴레이를 사용하는 과정에서 흔히 나타나는 릴레이의 고장 형태라고 할 수 있습니다. 접촉의 신뢰성과 수명, 그리고 소음 방지 측면을 고려할 때, 창휘 계측기는 서지 흡수 부품이 내장된 접점 보호 회로를 사용할 것을 권장합니다.또한, 이때 부하가 해제되는 시간에 약간의 지연이 발생할 수 있으므로, 사용하기 전에 실제 부하를 사용하여 확인해 주시기 바랍니다.또한, 잘못 사용하면 반대의 효과가 나타날 수 있으니 주의해 주십시오. 리레이 접점 보호 회로의 전형적인 예시 1. 접점 보호 회로 ①CR 방식 http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050500017897.png AC 전원 회로에서, 부하 임피던스가 RC 임피던스보다 작을 때 사용할 수 있습니다.C:0.1~1μf；R: 부하와 같은 저항값. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050500362203.png AC, DC 전원 회로 모두에서 사용할 수 있습니다.C:0.1-1μf；R: 부하와 같은 저항값. ②다이오드 방식 http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050507177352.png DC 전원 전용.다음 정격값의 다이오드를 사용하십시오.역방향 내압: 부하 회로의 전원 전압 * 10, 정방향 전류: 부하 전류보다 큼. ③압감저항 방식 http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050511488692.png AC, DC 전원 회로 모두에서 사용할 수 있습니다.최적의 효과를 얻기 위해, 24V-48V 전원 전압을 사용할 때는 부하단에 압감저항을 연결해야 합니다；100V-200V의 전원 전압에서는 접점 사이에 비선형 저항을 연결합니다. 참고: 다음의 접점 보호 회로는 사용하지 마십시오.
http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050516477124.png
a. 이 보호 회로는 접점이 분리될 때 아크를 효과적으로 소멸시킵니다.하지만 접점이 끊어질 때 커패시터(C)에 전하가 축적되고, 접점이 연결될 때는 커패시터에서 단락 전류가 흘러나오므로 접점이 용접되기 쉽습니다. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050517564742.png b. 이 보호 회로는 접점이 분리될 때 아크를 제거하는 데 매우 효과적입니다.하지만 접점이 닫힐 때 축적된 전류가 커패시터로 흘러들면 접점에 용착이 쉽게 발생한다. 실제 사용 환경에서 거의 모든 릴레이의 고장은 릴레이가 반복적으로 열리고 닫히면서 수명이 다하거나, 고출력 유도 부하를 구동함으로써 접점이 용착되거나 탄화되기 때문입니다.다이오드와 같은 서지 보호 장치가 이미 설치되어 있더라도, 고장이 발생하는 것을 완전히 막을 수는 없습니다. 따라서, 접점이 반드시 올바르게 열리고 닫히도록 해야 하는 제어 요구 사항들, 예를 들어 긴급 정지 스위치의 신호가 릴레이를 통해 동력원을 차단하는 경우와 같은 경우에는, 중복 기능과 자가 검사 기능을 갖춘 안전 릴레이를 사용해야 합니다.그렇다면 재고 기능과 자가 검사 기능을 갖춘 안전 릴레이는 도대체 어떤 것일까요?이제 안전 릴레이에 관한 지식을 아래와 같이 소개하여 참고하시기 바랍니다. 안전 릴레이의 정의 및 특징 1. 안전 릴레이란 무엇인가? 안전 릴레이는 여러 개의 릴레이와 논리 회로가 결합된 형태의 모듈로, 회로 구성 단위 중 하나입니다. 이는 고장 상황에서 각각의 단점을 상호 보완함으로써 정확한 동작을 실현하고 오동작을 줄이며, 오류 및 고장 가능성을 낮추어 안전성을 향상시키는 역할을 합니다.정확히 말하자면, 안전 릴레이 모듈이라고 불러야 합니다.서로 다른 기계 장비와 공정 단계마다 각기 다른 안전 위험과 위험 등급이 존재하기 때문입니다.따라서 제품 설계 시에는 다양한 등급의 기계 장비를 보호하기 위해 여러 가지 안전 릴레이가 설계되었으며, 그 주된 목적은 서로 다른 위험 수준에 노출된 기계 조작자들을 보호하는 것입니다. 2. 전기릴레이의 특징 a. 안전 릴레이는 전자 부품이 아닌 회로 모듈입니다； b. 안전 릴레이는 특별한 색상을 가지고 있으며, 보통 노란색이나 빨간색입니다； c. 안전 릴레이는 릴레이에 대한 요구사항이 다르고 기타 로직 회로의 보조 설계 덕분에 진단 커버리지가 매우 높아, 일부는 99.9%에 달하기도 합니다. 따라서 더 높은 수준의 안전성이 요구되는 장소에서 사용될 수 있으며, 안전 규정을 충족시키기 위해서는 반드시 인증된 안전 릴레이를 사용해야 합니다!
d. 안전 릴레이는 강제적인 접점 구조(또는 다른 보호 방식)를 가지고 있어, 접점이 융합되는 상황이 발생하더라도 안전을 보장할 수 있습니다. 그러므로 “안전 릴레이”란 “결함이 없는 릴레이”가 아니라, 결함이 발생했을 때 규칙적으로 작동하는 릴레이를 의미합니다. 강제 가이드 안전 릴레이는 내부의 강제 가이드 막대의 작용에 의해, 접점이 융합되더라도 두 쌍의 접점(NO/NC)이 동시에 ON 상태가 되는 것을 방지합니다.강제 유도 구조는 접점 용착 결함을 검출하는 간단하고 효과적인 방법입니다.EN 50205의 요구사항에 따라, NO 접점과 NC 접점을 별도로 조합한 경우, NO 접점이 융착되어도 릴레이 코일의 전원을 차단(무자기화)해도 NC 접점은 닫히지 않아 0.5mm 이상의 접점 간격이 유지됩니다.또한, NC 접점이 용접될 때에도 릴레이 코일의 전원(자극)을 공급해도 NO 접점은 닫히지 않아 0.5mm 이상의 접점 간격이 유지됩니다. http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050436368188.png 강제 유도 릴레이의 NO 접점 용해 http://yunrun.com.cn/upload/201908/05/201908050438086313.png 강제 유도 릴레이의 NC 접점 용해 일반 릴레이의 접점이 용해되면, 두 쌍의 접점(NO/NC)이 동시에 ON 상태가 될 수 있습니다.간단히 말해: 안전 릴레이는 더욱 안전하고 신뢰성이 높아 산업용 안전 환경에 적합합니다. 안전 릴레이의 적용 분야 ①비상 정지 버튼, 긴급 상황에서 기계의 작동을 중단함； ②안전 광역을 적용하여 작업자가 위험한 작업 구역에 진입하는 것을 방지합니다； ③적용 가능한 안전 문턱 스위치로, 문의 위치를 감지하여 열거나 닫는 기능을 제공합니다； ④전자기 도어록 스위치가 적용되는 곳에서는 작업 구역의 안전을 확보할 수 있습니다； ⑤적용 키는 안전문 스위치와 연동되어 문의 열림/닫힘을 감지하는 데 사용됩니다； ⑥안전 패드 스위치를 적용하여, 작업자가 위험한 작업 구역에 안전하게 진입할 수 있도록 합니다.