릴레이(Relay)에 대하여

안녕하세요? 오늘은 릴레이(Relay)에 대해서 말씀드리겠습니다. 릴레이는 하나의 스위치입니다. 다만 전기적으로 조작되며 하나의 신호로 여러 가지를 조작할 때 사용합니다. 

1. 릴레이 외형

필자가 근무하는 곳의 릴레이입니다. 일단 외형으로 보면 가장 눈에 띄는 것이 붉은색 동작 표시등입니다. 릴레이에 전원이 인가되면 위 사진의 세 번째 릴레이처럼 붉은색 동작 표시등이 점등됩니다. 만약 릴레이가 고장이 발생하면 전원이 인가되어도 동작 표시등이 점등이 되지 않기 때문에 쉽게 고장을 확인할 수 있습니다. 릴레이의 동작 표시등은 코일과 전기적으로 연결이 되어 있기 때문에, 만약 전원이 인가되었는데도 동작 표시등이 들어오지 않는다면 코일이 문제가 있다고 생각할 수 있습니다.

2. 릴레이의 내부 구조 및 동작 원리

릴레이의 동작 원리를 나타내는 사진 중에 위의 사진이 가장 간단하면서도 쉽게 표현이 되어 있었습니다. 왼쪽 사진에서 보시는 바와 같이 릴레이의 내부에 스프링이 들어 있고 이것이 이동접점을 항상 잡아당기고 있습니다. 따라서 이동점접은 지렛대의 원리로 항상 위쪽으로 붙어있게 됩니다. 즉, 위쪽에 있는 접점은 Normally Closed 접점(NC)이 되고 다른 용어로 b 접점이 됩니다.

릴레이의 내부에는 코일이 들어있어 전원이 인가되면 전자석이 됩니다. 평상시에는 이동 접점의 위쪽의 b 접점에 붙어 있다가 릴레이에 전원이 인가되면 전자석의 자력에 의해 이동접점이 아래쪽으로 붙게 됩니다. 그래서 아래쪽의 접점은 Normally Open 접점(NO)이 되고 다른 용어로 a 접점이 됩니다. 

3. 릴레이의 종류

릴레이의 종류가 여러 가지가 있지만 가장 잘 사용되는 8핀 릴레이와 14핀 릴레이를 가지고 설명드리겠습니다. 자세히 보시면 14핀 릴레이에서 가운데 부분이 빠진 모양이 8핀 릴레이임을 보실 수 있습니다. 즉 14핀 릴레이만 외우면 8핀은 그냥 따라오는 것입니다. 또한 14핀 릴레이에서 보시면 동일한 구조의 접점이 4번 반복되는 것을 보실 수 있습니다. 역시 한 개만 외우시면 4개 모두 외우는 것과 같습니다. 

14핀 릴레이에서 1, 2, 3, 4번은 닫혀있으니 b 접점이고, 5, 6, 7, 8 은 열려있으니 a 접점입니다. 만약 전원이 13, 14번에 인가되면 코일에 전류가 흐르면서 전자석이 접점을 당겨서 b 접점은 떨어지게 되고 a 접점은 붙게 됩니다. 릴레이의 내부구조 및 동작 원리에서 보셨듯이 릴레이의 a 접점은 전자석과 가까운 쪽에 있고 b 접점은 외곽에 있습니다. 즉 전원과 먼 쪽이 b접점이고 전원과 가까운 쪽이 a접점이라고 외우시면 편하실 것입니다. 

4. 릴레이 소켓

릴레이는 위의 왼쪽 그림과 같은 소켓에 끼워서 사용합니다. 참 아쉬운 것은 이 소켓을 사용하면서 릴레이의 번호를 한번 꼬아 놓았습니다. 그래서 저도 몇 번씩 봐도 헷갈립니다. 

전원선이야 13, 14번으로 아래쪽의 두 개의 단자를 사용하니 덜 헷갈립니다. 그리고 9, 10, 11, 12번은 공통선이기 때문에 그렇게 어렵지 않습니다. 여기서 문제가 되는 것은 a, b 접점입니다. 자세히 보시면 릴레이와 역순으로 단자 번호를 설정해 놓았습니다. 꼭 저렇게 해야만 직성이 풀리는지 아쉬운 부분입니다. 그냥 릴레이와 동일하게 단자를 만들어 놓으면 쉬울텐데 저렇게 반대로 해놓는 이유가 뭔지 모르겠습니다. 그래서 저는 위에서부터 순서대로 a, b, 전, 공 이렇게 외웠습니다.

5. 릴레이 회로 용어 정리

릴레이를 보시다가 SPST, SPDT, DPST, DPDT 등의 글자를 보신 일이 있을 것입니다. 처음에 저도 '저게 도데체 뭐지?' 했는데 알고보면 간단한 것이었습니다. 이 글자들을 풀어 보면 아래와 같습니다. 

- SPST: Single Pole Single Through

- SPDT: Single Pole Double Through

- DPST: Double Pole Single Through

- DPDT: Double Pole Double Through

이것이 무엇을 의미하는지는 위 그림을 보시면 쉽게 이해가 가실 것입니다. SPST를 예로 들면 A 쪽이 Pole가 되고 B 쪽이 Through가 되는 것이지요. 나머지도 그와 동일하게 보시면 이해가 쉽습니다. 

6. 릴레이 사용 시퀀스 회로

매우 간단한 시퀀스 예시를 보도록 하겠습니다. 만약 모터에 과전류가 흘러서 EMPR이 동작하게 되면 49X 릴레이 13, 14번에 전류가 흐르면서 릴레이가 여자되게 됩니다. 그러면 오른쪽 위쪽에 10번과 6번이 a 접점인데 붙게 되어 고장상태를 방재실에 표시하게 됩니다. 이해하기 쉽게 가장 간단한 시퀀스를 예로 들어 보았습니다. 

오늘은 릴레이(Relay)에 대하여 알아보았습니다. 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.