繼電器工作原理
說起繼電器,相信電氣化社會下的人們都不陌生,因為現在誰的家里沒有個繼電器呢?小到墻上的按鈕開關,大到電源總閘,大人小孩皆有使用體驗。更廣泛地說,我們日常接觸到的繼電器很多,比如中間繼電器、時間繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、熱繼電器、溫度繼電器、瓦斯繼電器等,由名字也可以猜測到這些繼電器的不同用途。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/268240.htm繼電器使用者很多,用途也廣,但其原理,卻是異曲同工,也正因為如此,再次嘮叨其工作原理的重要也就不算繁瑣了。
繼電器(Relay),也稱電驛,是一種電子控制器件,它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路),通常應用于自動控制電路中,它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
繼電器原理之構造
電磁繼電器的構造:如圖所示,A是電磁鐵,B是銜鐵,C是彈簧,D是動觸點,E是靜觸點。電磁繼電器工作電路可分為低壓控制電路和高壓工作電路組成。控制電路是由電磁鐵A、銜鐵B、低壓電源E1和開關組成;工作電路是由小燈泡L、電源E2和相當于開關的靜觸點、動觸點組成。連接好工作電路,在常態時,D、E間未連通,工作電路斷開。用手指將動觸點壓下,則D、E間因動觸點與靜觸點接觸而將工作電路接通,小燈泡L發光。閉合開關S,銜鐵被電磁鐵吸下來,動觸點同時與兩個靜觸點接觸,使D、E間連通。這時彈簧被拉長,觀察到工作電路被接通,小燈泡L發光。斷開開關S,電磁鐵失去磁性,對銜鐵無吸引力。銜鐵在彈簧的拉力作用下回到原來的位置,動觸點與靜觸點分開,工作電路被切斷,小燈泡L不發光。
繼電器工作原理
繼電器工作時,電磁鐵通電,把銜鐵吸下來使D和E接觸,工作電路閉合。電磁鐵斷電時失去磁性,彈簧把銜鐵拉起來,切斷工作電路。因此,繼電器就是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關。
用繼電器控制電路的好處:用低電壓控制高電壓;遠距離控制;自動控制。
繼電器原理之主要技術參數
由上述原理可知,作為一種極為常用且極具安全性的電器,看起來雖然簡單,但追究起來,其主要的技術參數卻并不少。概括起來,有以下幾項:
繼電器的額定工作電壓
是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據繼電器的型號不同,一般使用直流電壓,但交流繼電器可以是交流電壓。
繼電器的直流電阻
是指繼電器中線圈的直流電阻,可以通過三用電表測量。
繼電器的接觸電阻
是指繼電器中接點接觸后的電阻值。此電阻値一般很小,不易通過萬用表測量,宜使用低阻計配合四線測量方式來測量。對于許多繼電器來說,接觸電阻無窮大或者不穩定是最大的問題。
繼電器的吸合電流或電壓
是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流或最小電壓。在正常使用時,給定的電流必須略大于吸合電流,這樣繼電器才能穩定地工作。而對于線圈所加的工作電壓,一般也不要超過額定工作電壓的1.5倍,否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。
繼電器的釋放電流或電壓
是指繼電器產生釋放動作的最大電流或最大電壓。當繼電器吸合狀態的電流減小到一定程度時,繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小于吸合電流。
繼電器的觸點切換電壓和電流
是指繼電器接點允許承載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制的電壓和電流大小,使用時不能超過此值,否則很容易損壞繼電器的觸點。
繼電器原理之觸點
觸點是繼電器的最重要組成部分。它們的性能受以下因素的很大影響,諸如觸點的材料,所加電壓及電流值(特別是使觸點激勵和去激勵時的電壓及電流波形),負載的類型,工作頻率,大氣環境,觸點配置及跳動。如果其中任何因素不能滿足預定值,可能就要發生諸如觸點間的金屬電積,觸點焊接,磨損,或觸點電阻快速增加等問題。
觸點接觸電壓(交流,直流)
當繼電器斷開,感性負載時,在繼電器的觸點電路中便產生相當高的反電動勢。反電動勢越高,觸點的損壞便越大。這會造成直流轉換繼電器開關容量的嚴重降低。這是因為和交流轉換繼電器不同,直流轉換繼電器沒有零交叉點。一旦產生電弧,它就不容易減弱,從而延長了發弧時間。此外,直流電路中電流的單向流動也會使觸點產生電積,并很快磨損。
盡管在商品目錄或數據表中規定有作為繼電器近似開關功率的資料,但總還要在實際負載條件下進行試驗來確定實際的開關功率。
觸點接觸電流
通過觸點的電流量直接影響觸點的性能。例如當繼電器用來控制感性負載,諸如電動機或電燈時,觸點的磨損將更快,并且由于觸點的浪涌電流增加,在配合觸點間,便會更經常地產生金屬電積。因此在某些部位,觸點會不能打開。
觸點保護電路
推薦使用設計用來處長繼電器期望壽命的觸點保護電路。這種保護另外的好外是抑制噪聲,并防止產生碳化物及硝酸,否則當繼電器觸點打開時,它們將產生在觸點表面。但是除去正確設計,保護電路會產生以下不利影響:諸如延長繼電器釋放時間。
繼電器原理之電符號和觸點形式
因為繼電器是由線圈和觸點組兩部分組成的,所以繼電器在電路圖中的圖形符號也包括兩部分:一個長方框表示線圈;一組觸點符號表示觸點組合。當觸點不多電路比較簡單時,往往把觸點組直接畫在線圈框的一側,這種畫法叫集中表示法。
如果繼電器有兩個線圈,就畫兩個并列的長方框。同時在長方框內或長方框旁標上繼電器的文字符號“J”。繼電器的觸點有兩種表示方法:一種是把它們直接畫在長方框一側,這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要,把各個觸點分別畫到各自的控制電路中,通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號,并將觸點組編上號碼,以示區別。繼電器的觸點有三種基本形式:
1、 動合型(常開)(H型)線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電后,兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。
2、 動斷型(常閉)(D型)線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。
3、 轉換型(Z型)這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點,即中間是動觸點,上下各一個靜觸點。線圈不通電時,動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合,線圈通電后,動觸點就移動,使原來斷開的成閉合,原來閉合的成斷開狀態,達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用“轉”字的拼音字頭“z”表示。
繼電器原理之與接觸器的區別
說到繼電器,一定會有人把它和接觸器關聯起來,也許認為他們是一樣的東西。事實上,它們的工作原理是一樣的,但也存在著電氣上的區別。簡單地可用以下幾點來區分:
第一, 接觸器用來接通或斷開功率較大的負載,用在(功率)主電路中,主觸頭可能帶有連鎖接點以表示主觸頭的開閉狀態。一般主電路通過的電流比控制電路大。容量大的接觸器一般都帶有滅弧罩。
第二,繼電器一般用在電器控制電路中,用來放大微型或小型繼電器的觸點容量,以驅動較大的負載。如可以用繼電器的觸點去接通或斷開接觸器的線圈。一般繼電器都有較多的開閉觸點,當然繼電器通過適當的接法還可以實現某些特殊功能,如邏輯運算等。
第三, 以上兩者相同之處:都是通過控制線圈的有電或無電來驅動觸頭的開閉,以斷開或接通電路。屬于有接點電器。線圈的控制電路與觸點所在的電氣回路是電氣隔離的。
第四, 觸發器一般是指數字邏輯器件(如集成芯片),通過外部觸發條件實現一定的邏輯功能。如d觸發器、t觸發器、j-k觸發器、r-s觸發器等。簡單的觸發器也可以用分離電子器件來實現。觸發方式有多種,如:上升沿、下降沿、高電平、低電平。
第五, 繼電器的觸頭容量一般不會超過5A,小型繼電器的觸頭容量一般只有1A或2A,而接觸器的觸頭容量最小的也有9A;接觸器的觸頭通常有三對主觸頭(主觸頭都是常開觸頭)另外還有幾對輔助觸頭,而繼電器的觸頭一般不分主輔;繼電器的觸頭有時是成對設置的,即常開觸頭和常閉觸頭組合在一起,而接觸器不成對設置;繼電器針對特定的要求,會與其它裝置組合設計成時間繼電器、計數器,壓力繼電器等等,有附加功能,而接觸器一般沒有。
繼電器原理之應用舉例
如圖所示為一個電磁式繼電器的關燈應用。
按下S,電容充電至電源電壓,三極管飽和導通,繼電器得電,常開觸點閉合,電燈亮。斷開S,電容放電,維持三極管和繼電器導通狀態,直到截止,觸點斷開,點燈熄滅。在這里,續流二極管在三極管從導通變截止時導通,將繼電器線圈的感應電動勢限制為一個PN結壓降,使三極管UCE VCC,避免了線圈的感應電動勢和電源電壓疊加損壞三極管。
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1、繼電器突破高端 量減價增發展狀況明顯
2、2017年全球繼電器市場有望破45億美元
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