リレーとは何か 3ステップで理解する

電気回路の世界に足を踏み入れると
よくリレーという言葉と聞くことがあると
思います。

このキーワードは
陸上競技など　いろいろな所で
使われますが、

このサイトでは電気の世界のリレーについて
3ステップで説明していきます。

そして、サイトの最後に次のステップとして
リレー回路等について説明した
別サイトの紹介もします。

リレーとは

電気回路の世界に足を踏み入れる時
リレーという単語を知らないと
熟練エンジニアや参考書等の説明に
ついていけません。

ですので最初のステップとして
リレーについて説明していきます。

リレー（Relay)はその訳のとおり

「送り伝える」

ための電気部品です。

日本語でも同じような意味で

「継電器」

と呼ばれます。

大まかにいうと

あることが起こります、

それを他に送り伝えて

別の動作をさせる。

その役目をする部品です。

例えば、自動販売機で
ボタンを押すとジュースがでますが

あなたはボタンを押したのであって
ジュースを出したわけではありません。

それにも関わらずジュースが出てくるのは
ボタンを押したことを、ジュースを出す
機械に伝えたからです。

この伝える、中継するための部品が
リレーなのです。

他にもエレベーターとかも
ボタンを押しただけでエレベーターが動きます。

これもリレーを使って信号を伝達して
動作させています。

この例のように、リレーは産業機械や
家電製品など至る所に使われる
非常に重要な電気部品なのです。

この先、あなたがリレーについて
関わっていくと、いろいろな
名前のついたリレーを知ることになる
でしょう。

パワーリレー
ラッチングリレー
リードリレー
半導体リレー

のような。

そのような時は、混乱せず
リレーとは基本はここで説明したような
役目をするための部品だと思い

「ドンっ」

と構えてください。

注）
ただ、品種が違うということは
使用用途が違いますので
その都度、調べることは必要ですよ。。

どういった役割をするものか
分かりましたでしょうか？

有接点リレーと無接点リレー

次のステップとして
電気回路に使うリレーにはどういった
ものがあるかを説明していきます。

リレーは有接点リレーと無接点リレーに
大別されます。

有接点リレーはメカニカルリレー
無接点リレーは半導体リレーとも
言われます。

有接点と無接点の
細かい違いは多くあるのですが
最も大きな違いは、その名前どおり
接点の有り無しです。

既に説明したとおり
リレーは、次に電気信号を継由する
役目をする部品です。

その経由を接点を使っているか
いないかの違いです。

この絵のように2つの導体が
機械的に接触する/しないで
電気信号を伝達する/しないを
切り替えるのが有接点リレーです。

無接点リレーは半導体リレーとも
いわれ、機械的な接点ではなく
半導体内の正孔と電子の流れをコントロール
することで信号の伝達を切り替えています。

この違いが最も大きな違いですね。

有接点リレーとしては
写真のような電磁リレーがあります。

電磁リレーについて、詳細に知りたい
場合はこのブログ内の別記事にて
説明していますので、以下をクリック
して参考としてください。

→電磁リレーとは何かを3項目で学習する

無接点リレーとして写真のような
ソリッドステートリレー(SSR)や
MOSFETリレーがあります。

ソリッドステートリレーについて、
詳細に知りたい場合はこのブログ内の
別記事にて説明していますので、
以下をクリックして参考としてください。

→ソリッドステートリレー(SSR)とは

違いについて

では、最後に有接点リレーと無接点リレーの
違いについて説明していきます

有接点リレーと無接点リレーは
違いは詳細な仕様などを含めると多くあります。

このサイトでは、その中でも
まずは抑えておいた方がいいと思う
ことについて説明していきます。

詳しく知りたい場合は
オムロンやパナソニックなどの

メーカーのホームページを
見ると記載されていこともありますので
参照としてください。

寿命

無接点リレーの方が有接点リレーよりも
長寿命です。

有接点リレーは機械的に接点がON/OFF
します。

ですので、何度も使うことで接触面が摩耗し
最終的には接触不良や溶着などで
故障します。

使用状態により変わりますが何十万回と
耐えるのでそれほど頻繁ではありませんが
故障はします。

それに対して、無接点リレーは
機械的ではなく半導体でON/OFFして
いますので半永久的な寿命と
いわれています。
（実際は故障はしますが）

この点から激しく何度もON/OFFを繰り返す
使い方をする場合は無接点リレーの方が
故障を少なくすることができます。

筆者は1日1000回以上ON/OFFし
よく故障するスイッチを無接点式に交換し
故障頻度が下げた経験があります。

あとは、無接点は音がしませんね。
（あまり必要ない情報かもしれませんが・・)

有接点はカチカチと音がします。

ですので、音がうるさくて仕方ない場合は
無接点リレーがいいですが、
音がしないということは、そのリレーが
動作しているかどうか分からないので

故障調査時に見ただけでは
判定できないことにもなりますが・・・・

動作速度

無接点リレーのON/OFFする速度の方が
有接点リレーの速度より速いです。

有接点リレーは機械的に動きますので
接点が動作が完了するまでに時間が
かかります。

接点の動きは肉眼で分かるぐらいです。

メーカーはカタログ上で20mS(0.02秒)くらいの
動作速度を規定しています。

無接点リレーは1mS(0.001秒)前後の
動作速度が規定されています。

高速動作が要求される用途で
有接点リレーを使うと
負荷が動いてほしいタイミングで
動かないといったことが起こる可能性があります。

高電圧・高電力

有接点リレーは高電圧・高電力の回路
でも使いやすいですが、無接点リレーは
適しません。

有接点リレーの接点は機械的なものです。
ですので、ほとんど接触抵抗はありませんので
大電流を流しても電力消費は少なく
熱を持ちにくいです。

そして耐圧（印可しても故障しない
限界の電圧値)も高いです。

無接点リレーは
ONした時にON抵抗といって無視できない
抵抗値を持つので大電流を流すと
使用限界以上の熱を持ちやすいです。

そして耐圧も半導体にもよりますが
高いものではありません。

（有接点リレーの選定時はほんんど気に
かけませんが、無接点リレーでは
必ずデータシートをみて確認するPOINTです。)

接点数

有接点リレーは一つで
複数の接点を持ちますが
無接点リレーはa接点が一つだけです。

a接点について分からない場合は
以下のサイトで説明していますので
参考としてください。

→第3回:シーケンス回路設計の基本とは

まとめ

リレーは電気部品ですので
使用するには電気の知識が必要と
なりますが、

よく使うスイッチと同じですので
その基本は単純です。

ONとOFFの2つの状態しかありませんので
0,1のデジタル回路と同じです。

この記事は概要を説明する
趣旨ですので省略しましたが
以下のサイトで

リレーを使う回路であるリレー回路や

→リレー回路、制御とは何かを理解し次のステップへ向かうためのサイト

電磁リレーや

→電磁リレーとは何かを3項目で学習

ソリッドステートリレーについて
説明していますので参考としてください。

→ソリッドステートリレー(SSR)とは

当方では、電磁リレーも使う実習用キット付の
有接点シーケンス制御教材も扱っております。

実務で使えるようには座学だけでは不十分です。

電磁リレーの実物を使って、色々なシーケンス回路を
自分で配線接続して動作させることで
実務で使える技術が身に付きます。

0からの学習に興味があれば
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(⇒初心者のためのシーケンス制御入門)

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