Relék

A relék és a kontaktorok olyan villamosan vezérelt kapcsolók, amelyek lehetővé teszik, hogy egy kis energiájú vezérlőjel biztonságosan kapcsoljon egy nagyobb energiájú terhelést, és eközben fenntartják a galvanikus leválasztást a vezérlő- és a terhelőáramkör között. Az elektromechanikus relékben a tekercs feszültség alá helyezésekor egy mágneses tér jön létre, amely egy fegyverzetet (idegen szóval armatúrát) mozgat, megváltoztatva az alaphelyzetben nyitott (NO, normally open) és az alaphelyzetben zárt (NC, normally closed) érintkezők állapotát, így zárva vagy nyitva az áramkört. Ez a mechanizmus lehetővé teszi nagyobb feszültségek és áramok megbízható kapcsolását a vezérlőoldal és a terhelés közötti közvetlen villamos kapcsolat nélkül. A relés megoldásokat jellemzően kialakítás és felhasználási terület szerint csoportosítják, beleértve a nyomtatott áramköri lapra szerelt, kis energiájú jelek kapcsolására szolgáló elektromechanikus jelreléket, az erősáramú és zord környezetre tervezett teljesítmény- és gépjárműipari reléket, a hermetikusan zárt házban lévő, kis energiájú jelek gyors kapcsolására szolgáló reed reléket, valamint a szilárdtestreléket, azaz félvezetős reléket (SSR, solid-state relay), amelyek félvezető eszközöket használnak a halk, kopásmentes működéshez. Az olyan védőeszközöket, mint a termikus túlterhelésvédő relék, villanymotor-vezérlő rendszerekben is használják az áramkörök tartós túláram esetén történő leválasztására, ami kiterjeszti a relék használatát a biztonság szempontjából kritikus felhasználási területekre is.

A megfelelő relé kiválasztása a villamossági követelmények meghatározásával kezdődik, beleértve az érintkezők kialakítását (SPST – egypólusú, egy áramkörös –, SPDT – egypólusú, két áramkörös –, DPDT – kétpólusú, két áramkörös), a kapcsolt terhelőfeszültséget, a folyamatos névleges áramerősséget és az indulóáramok kezelését, amit a tekercs vagy a bemenő vezérlőfeszültség és a csatlakozók típusának összehangolása követ. Az olyan környezeti feltételek, mint a hőmérséklet-tartomány, a rezgéseknek, pornak vagy nedvességnek való kitettség, valamint a szerelési mód (nyomtatott áramkörre, panelre vagy DIN sínre szerelt) tovább finomítják a választást. A rendszertervezés szempontjából fontos annak értékelése is, hogy a relé-e a legmegfelelőbb kapcsolási mód a lehetséges alternatívákkal, például a MOSFET-ekkel vagy tranzisztorokkal összevetve, amelyek nagyobb kapcsolási sebességet, jobb hatásfokot és a kisebb méret miatt jobb beépítési lehetőséget kínálnak, de bonyolultabb vezérlőáramkört igényelnek, és nem nyújtanak a kialakításukból eredő galvanikus leválasztást. A szilárdtestrelék egy külön kategóriát képviselnek, amely a villamos szigetelést félvezetős kapcsolással ötvözi, hosszú élettartamot és gyors reakciót kínál, de olyan kompromisszumok árán, mint a szivárgási áram és a hőtermelés. E különbségek megértése biztosítja, hogy a végső kiválasztás összhangban legyen mind a villamos teljesítményre vonatkozó követelményekkel, mind az általános rendszertervezési korlátokkal.