リレーは電気制御システムにおいて、「小さな信号で大きな負荷を制御する」という原理を実現するための中核部品であり、大きく分けてACリレーとDCリレーの2種類に分類されます。 -電磁効果によって回路の開閉を制御する-という基本的な機能は共通していますが、動作電源 (AC と DC) の固有の違いにより、磁気回路設計、コア構造、製造プロセスに関して大きな違いが生じます。これらの違いを完全に理解することは、これらのデバイスを適切に選択して適用するために非常に重要です。
まず、基本的な電磁原理の観点から、2 つのタイプの動作状態は大きく異なります。 AC リレーは、正弦波的に変化する交流によって通電されます。したがって、磁気回路内の磁束も交流になります。その結果、電磁引力の方向は一定ですが、その大きさは電流に連動して最大値と最小値の間で交流電源の2倍の周波数で脈動します-。対照的に、DC リレーは線形パターンに従う直流電流によって通電されます。これにより、一定で変化しない磁場が生成され、非常に安定した電磁吸引力が得られます。この吸引力の固有の変動により、AC リレー コアの設計時に、振動と騒音を除去するための特別な措置を講じる必要があります。

AC 電磁引力の周期的なゼロクロスによって引き起こされるアーマチュアのチャタリングの問題に対処するために、AC リレーのコア面には通常、埋め込まれた短絡リング (シェーディング リングとも呼ばれる) が組み込まれています。-この AC リレー コアと銅リングの構成により、位相遅れ磁束が生成され、磁束の合計がゼロを横切る正確な瞬間でもアーマチュアを閉じた状態に保つのに十分な吸引力が確保され、静かで安定した係合状態が実現されます。{3}}対照的に、DC リレーのコアは磁場が一定であるため-、ゼロクロス問題は発生しません-。したがって、短絡リングは必要なく、通常は鋳鉄または軟鋼の固体ブロックで作られています。-
材料の選択に関しては、交流磁場によって引き起こされる渦電流損失とヒステリシス損失を軽減するために、AC リレー コアは通常、固体構造を採用せず、複数の相互に絶縁されたケイ素鋼板で構成される積層設計を採用します。特定の高性能または特殊なアプリケーションでは、AC リレー設計用の溝付きコアも採用される場合があります。コア表面に特定の溝を機械加工することにより、渦電流の循環経路を効果的に遮断することができ、これにより高出力の交流磁界下でのコアの加熱が軽減され、リレーの全体的なエネルギー効率が向上します。-
特定のタイプの AC コンタクタまたは高電力リレーでは、平らな積層構造を超えて、円筒形の「AC ロッド」設計が使用される場合があります。-その特定の形状に関係なく、磁束の中央導管として機能する AC コア-は、非常に高い透磁率を備えていなければなりません。-高品質の AC コアは、比較的低いアンペア数を使用してエアギャップ全体に強力な動作磁界を生成できます。-これは、軽量でコンパクトな設計を目指す現代の電気機器にとって重要な特性です。-
コイル電流が主に抵抗によって制限される DC リレーとは異なり、AC リレーは定常状態動作中に連続的な逆起電力(逆起電力)を生成します。-したがって、コイル電流は主に誘導リアクタンスによって決まります。これは、内部抵抗と発熱を最小限に抑えるために、AC リレー コイルの巻数が少なく、ワイヤ ゲージが厚いことが一般的であることを意味します。逆に、DC リレーのコイル電流は抵抗のみによって決まります。短絡に近い状態を防ぐために、そのコイルは通常、巻数が多く、ワイヤゲージが細いため、内部抵抗が高くなります。この根本的な違いは、それぞれの駆動回路の設計における大きな相違にも影響します。
完全なコイル-電磁リレー システム用コア-は DC 回路または AC 回路に適用されます-。その基本的な目的は、電気エネルギーを磁気エネルギーに効率的に変換することです。 ACリレーのコアを設計する際、技術者は磁気抵抗の分布、渦電流の影響、機械構造の安定性を総合的に考慮する必要があります。最適なコア設計により、磁気回路が理想的な線形領域内で動作し、局所的な磁気飽和による吸引力の低下や解放の遅れを防ぎます。

最終的には、AC リレーの特定の構成に関係なく、その性能の上限は使用される純鉄コアの材質によって決まります。高純度の鉄心材料は、-残留磁気を低くし、磁気誘導を高めます。-これは、しっかりと引き込まれ、迅速に解放されるリレーを実現するための基本的な物理的基盤です。高品質の純鉄材料を選択することが、-接点の固着や過剰なノイズなどの一般的な障害-を根本から防ぐ鍵となります。-
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