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什么是继电器及继电器的分类  

2007-12-09 19:55:18|  分类: 防盗报警系统 |  标签: |举报 |字号 订阅

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什么是继电器?

一、继电器结构原理

继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统,固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器的种类较多,如电磁式继电器、舌簧式继电器、启动继电器、限时继电器、直流继电器、交流继电器等。

继电器我们生活中常用的一种控制设备,通俗的意义上来说就是开关,在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说,由于为某一个用途设计使用的电子电路,最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互,所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。 

最常见的继电器要数热继电器,通常使用的热继电器适用于交流50Hz、60Hz、额定电压至660V、额定电流至80A的电路中,供交流电动机的过载保护用。它具有差动机构和温度补偿环节,可与特定的交流接触器插接安装。 

时间继电器也是很常用的一种继电器,它的作用是作延时元件,通常它可在交流50Hz、60Hz、电压至380V、直流至220V的控制电路中作延时元件,按预定的时间接通或分断电路。可广泛应用于电力拖动系统,自动程序控制系统及在各种生产工艺过程的自动控制系统中起时间控制作用。 

在控制中常用的中间继电器通常用作继电控制,信号传输和隔离放大等用途。此外还有电流继电器用来限制电流、电压继电器用来控制电压、静态电压继电器、相序电压继电器、相序电压差继电器、频率继电器、功率方向继电器、差动继电器、接地继电器、电动机保护继电器等等。正是有了些不同类型的继电器,我们才有可能对不同的物理量作出控制,完成一个完整的控制系统。 

除了传统的继电器之外,继电器的技术还应用在其他的方面,比如说电机智能保护器是根据三相交流电动机的工作原理,分析导致电动机损坏的主要原因研制的,它是一种设计独特,工作可靠的多功能保护器,在故障出现时,能及时切断电源,便于实现电机的检修与维护,该产品具有缺相保护,短路、过载保护功能,适用于各类交流电动机,开关柜,配电箱等电器设备的安全保护和限电控制,是各类电器设备设计安装的优选配套产品。该技术安装尺寸、接线方式、电流调整与同型号的双金属片式热继电器相同。是直接代替双金属片式热继电器的更新换代的先进电子产品。而其真正的原理还是继电器技术。 

继电器技术发展到现在,已经和计算机技术结合起来,产生了可编程控制器的技术。可编程控制器简称作PLC。它是将微电脑技术直接用于自动控制的先进装置。它具有可靠性高,抗干扰性强,功能齐全,体积小,灵活可扩,软件直接、简单,维护方便,外形美观等优点;以往继电器控制的电梯有几百个触点控制电梯的运行。有一个触点接触不良,就会引起故障,维修也相当麻烦,而PLC控制器内部有几百个固态继电器,几十个定时器/计数器,具备停电记忆功能,输入输出采用光电隔离,控制系统故障仅为继电器控制方式的10%。正因为如此,家有关部门已明文规定从97年起新产电梯不得使用继电器控制电梯,改用PLC微电脑控制电梯。

但应用于电子电路的,用得最广泛的就是电磁式继电器了。通常,电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

二、继电器技术参数

  • 额定工作电压:是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。
  • 直流电阻:是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。
  • 吸合电流:是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
  • 释放电流:是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
  • 触点切换电压和电流:是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。

三、继电器测试

1、测触点电阻

用万能表的电阻档,测量常闭触点与动点电阻,其阻值应为0;而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点,那个是常开触点。

2、测线圈电阻

可用万能表R×1Ω档测量继电器线圈的阻值,从而判断该线圈是否存在着开路现象。

3、测量吸合电压和吸合电流

找来可调稳压电源和电流表,给继电器输入一组电压,且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压,听到继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。

4、测量释放电压和释放电流

也是像上述那样连接测试,当继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下,继电器的释放电压约在吸合电压的10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,工作不可靠。

四、继电器的电符号和触点形式

继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示,如果继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框(分别见图1a、图1b)。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法:一种是把它们直接画在长方框一侧,这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要,把各个触点分别画到各自的控制电路中,通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号,并将触点组编上号码,以示区别。继电器的触点有三种基本形式:

1.动合型(H型)线圈不通电时两触点是断开的,通电后,两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。

2.动断型(D型)线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。

3.转换型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合,线圈通电后,动触点就移动,使原来断开的成闭合,原来闭合的成断开状态,达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

此外,一个继电器还可以有一个或多个触点组,但均不外乎以上三种形式。在电路图中,触点和触点组的画法,规定一律是按不通电时的状态画出。

五、继电器的选用

1.先了解必要的条件:

①控制电路的电源电压,能提供的最大电流;

②被控制电路中的电压和电流;

③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时,一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流,否则继电器吸合是不稳定的。

2.查阅有关资料确定使用条件后,可查找相关资料,找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器,可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。

3.注意器具的容积。若是用于一般用电器,除考虑机箱容积外,小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器,如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。 

继电器的分类

1 按继电器的作用原理或结构特征分类

名称

定义

电磁继电器

由控制电流通过线圈所产生的电磁吸力驱动磁路中的可动部分而实现触点开、闭或转换功能的继电器

直流电磁继电器

控制电流为直流的电磁继电器。按触点负载大小分为微功率、弱功率、中功率和大功率四种。

交流电磁继电器

控制电流为交流的电磁继电器。按线圈电源频率高低分50Hz400Hz二种。

磁保持继电器

利用永久磁铁或具有很高剩磁特性的零件,使电磁继电器的衔铁在其线圈断电后仍能保持在线圈通电时的位置上的继电器。

固态继电器

固态继电器是一种能够象电磁继电器那样执行开、闭线路的功能,且其输入和输出的绝缘程度与电磁继电器相当的全固态器件。

混合式继电器

由电子元件和电磁继电器组合而成的继电器。一般,输入部分由电子线路组成,起放大、整流等作用,输出部分则采用电磁继电器。

高频继电器

用于切换频率大于10kHz的交流线路的继电器。

同轴继电器

配用同轴电缆,用来切换高频、射频线路而具有最小损耗的继电器。

真空继电器

触点部分被密封在高真空的容器中,用来快速开、闭或转换高压、高频、射频线路用的继电器。

热继电器

利用热效应而动作的继电器。

温度继电器

当外界温度达到规定要求时而动作的继电器。

电热式继电器

利用控制电路内的电能转变成热能,当达到规定要求时而动作的继电器。

光电继电器

利用光电效应而动作的继电器。

极化继电器

由极化磁场与控制电流通过控制线圈,所产生的磁场综合作用而动作的继电器。继电器的动作方向取决于控制线圈中的电流方向。

时间继电器

当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。

舌簧继电器

利用密封在管内,具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。

2.按继电器触点负载分类

名称

定义

微功率继电器

当触点开路电压为直流27伏时,触点额定负载电流(阻性)为0.1安、0.2安培的继电器。

弱功率继电器

当触点开路电压为直流27伏时,触点额定负载电流(阻性)为0.5安培、1安培的继电器

中功率继电器

当触点开路电压为直流27伏时,触点额定负载电流(阻性)为2安培、5安培的继电器

大功率继电器

当触点开路电压为直流27伏时,触点额定负载电流(阻性)为10安培、15安培、20安培、25安培、40安培……的继电器

微功率继电器

当触点开路电压为直流27伏时,触点额定负载电流(阻性)为0.1安、0.2安培的继电器。

注:表中只给出一种直流阻性负载数值,其它负载由产品技术条件按相应的换算关系确定。

3.按继电器的外形尺寸分类

定义

微型继电器

最长边尺寸不大于10毫米的继电器

超小型继电器

最长边尺寸大于10毫米,但不大于25毫米的继电器

小型继电器

最长边尺寸大于25毫米,但不大于50毫米的继电器

4.按继电器的防护特征分类,如表4所示。

名称

定义

密封继电器

采用焊接或其它方法,将触点和线圈等都密封在罩壳内,与周围介质相隔离,泄漏率较低的继电器

封闭式继电器

将触点和线圈等都封闭(非密封)在罩壳内加以防护的继电器

敞开式继电器

不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器

 注:对于密封或封闭式继电器,外形尺寸为继电器本体三个相互垂直方向的最大尺寸,不包括安装件、引出端、压筋、压边、翻边和密封焊点的尺寸。

编辑整理:张新房

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