继电器的工作原理及作用.docx

继电器的工作原理及作用简介当输入量（如电压、电流、温度等）到达规定值时，使被掌握的输 出电路导通或断开的电器。可分为电气量（如电流、电压、频率、 功率等）继电器及非电气量（如温度、压力、速度等）继电器两大类。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。渐渐调高电源电压，听到继电器 吸合声时，登记该吸合电压和吸合电流。为求精确 ，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，再渐渐降低 供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，登记此时的电压 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 般状况下，继电器的释放电压约在吸合电压的1050%,假如释 放电压太小（小于1/10的吸合电压），那么不能正常使用了，这样 会对电路的稳定性造成威逼，工作不行靠。、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，假如继电器有 两个线圈，就画两个并列的长方框。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 依据电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的掌握电路中， 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，以示区分。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，到达转换的目的。 这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。五、继电器的选用1 .先了解必要的条件掌握电路的电源电压，能供应的最大电流;被掌握电路中的电压和电流;被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一 般掌握电路的电源电压可作为选用的依据。掌握电路应能给继电器供应足够的工作电流，否那么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。假设手头已有继电器，可依据资料核 对是否可以采用。最终考虑尺寸是否合适。3 .留意器具的容积。假设是用于一般用电器，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、遥控装置那么应选用超小型继电器产品。六、继电器技术的进展微电子技术、电子计算机技术、现代通讯技术、光电子技术以 及空间技术的飞速进展，对继电器技术提出了新的要求，新工艺、 新技术的进展无疑对继电器技术的进展起到促进作用。微电子技术和超大规模IC的飞速进展对继电器也提出了新 的要求。第一是小型化和片状化。如IC封装的军用T0- 5(8.5x8.5x7.0mm)继电器，它具有很高的抗振性，可使设施更加 牢靠；其次是组合化和多功能化，能与IC兼容、可内置放大器, 要求灵敏度提高到微瓦级；第三是全固体化。固体继电器灵敏度 高，可防电磁干扰和射频干扰。计算机技术的普及使得微机用继电器的需求量显著增加，带 微处理器的继电器将快速进展。80年月初，美国生产的数字式时 间继电器就可用指令对继电器进行掌握，继电器与微处理器的组 合进展，可形成一个小巧完善的掌握系统。由计算机掌握的工业 机器人目前以每年3.5%的速度增长，现在，计算机掌握的生产体 制已能在一条生产线上生产多种低本钱的继电器，并可自动完成 多种操作及测试工作。通讯技术的进展对继电器的进展具有深远的意义。一方面是 由于通讯技术的快速进展使整个继电器的应用增加。另一方面， 由于光纤将是将来信息社会传输的主动脉，在光纤通讯、光传感、 光计算机、光信息处理技术的推动下将消失光纤继电器、舌簧管 光纤开关等新型继电器。光电子技术对于继电器技术将产生巨大的促进作用，为实现光计算机的牢靠运行，目前已试制出双稳态继电器。为了提高航空、航天继电器的牢靠性，期望继电器失效率应 由目前的0.1 PPM降至0.01PPM ；载人空间站那么要求到达 0.001 PPMo耐温要到达200以上，耐振要求高于490m/s,同时 应能承受2.32xlO(4)C/Kg的a射线辐射。为满意空间要求，必需 加强牢靠性讨论，并建立特地的高牢靠生产线。新型特殊结构材料、新分子材料、高性能复合材料、光电子 材料，还有吸氧磁性材料、感温磁性材料、非晶体软磁材料的进 展对研制新型磁保持继电器、温度继电器、电磁继电器都具有重 要的意义，并必将消失新原理、新效应的继电器。随着微型和片式化技术的提高。继电器将向二维、三维尺寸 只有几毫米的微型和外表贴装化方向进展；现在国际上有些厂家 生产的继电器，体积只有510年前的1/41/8。由于电子整机 在减小体积时，需要高度不超过其它电子元件的更小的继电器。 通讯设施厂家对密集型继电器的需求更加热切，日本Fujitsu Takamisawa公司生产的一种BA系列超密集信号继电器的大小 只有14.9(W)x7.4(D)x9.7(H)mm,主要用于 机和调制解调器, 能承受3kV的波动电压。该公司推出的AS系列外表安装继电器 的体积仅为 14(W)x9(D)x6.5(H)mm。在功率继电器领域尤其需要平安牢靠的继电器，如高绝缘性 继电器。日本Fujitsu TaKamisawa推出的JV系列功率继电器内含 五个放大器，采纳高绝缘性小截面设计，尺寸为 17.5(W)xl0(D)xl2.5(H)mmo由于机芯和外缘之间采纳强化绝缘 系统，其绝缘性能到达5kVo日本NEC推出的MR82系列功率 继电器的功耗只有200mW。在继电器内部装入各种放大、延时、消触点抖动、灭弧、遥 控、组合规律等电路可使其具有更多的功能。随着SOP技术(Small Outline Package)的突破，生产厂家有可能把越来越多的功能集成 到一起。而继电器与微处理器的组合将具备更广泛的特地掌握功 能，从而实现高智能化。新技术的成群崛起，将促进不同原理、不同性能、不同结构 和用途的各类继电器竞相进展。在科技进步、需求牵引以及敏感、 功能材料进展的推动下，特种继电器，如温度、射频、高压、高 绝缘、低热电势以及非电量掌握等继电器的性能将日臻完善。电磁继电器(EMR)从最初使用 继电器算起，至今已有150 多年的历史了。伴随着电子工业的进展，特殊是20世纪70年月 初期光耦合技术的突破，使固态继电器(SSR,亦称电子继电器) 异军突起。同传统继电器相比，它具有寿命长、结构简洁、重量 轻、性能牢靠等优点。固态继电器没有机械开关，而且具有诸如 与微处理器高度兼容、速度快、抗冲击、耐振、低漏电等重要特 性。同时，由于这种产品没有机械接点，不产生电磁噪声，从而 不需要附加诸如电阻和电容等元件来保持静音。而传统继电器那么 需要这些附加元件，因此，传统继电器往往笨重而简单，且本钱 较高。今后，小型密封继电器市场开发的重点是与IC兼容的TO-5 继电器和1/2晶体罩继电器。军用继电器将加速向工业/商业化转移。美国军用继电器约占继电器总额的20%。通用继电器市场连 续向小型、薄型和塑封方向进展。小型印制板用继电器仍将是通 用继电器市场进展的主流产品，固体继电器将更趋广泛，价格将 连续下降，并向高牢靠、小体积、高抗浪涌电流冲击和抗干扰性 靠拢。舌簧继电器市场将连续扩大。外表安装继电器的应用领域 和需求量将呈提升之势继电器分类按作用原理分1 .电磁继电器在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预 定响应的一种继电器。它包括直流电磁继电器、沟通电磁继电器、磁保持继电器、 极化继电器、舌簧继电器，节能功率继电器。(1)直流电磁继电器：输入电路中的掌握电流为直流的电磁继rfa熨 电福 o(2)沟通电磁继电器：输入电路中的掌握电流为沟通的电磁继电器。(3)磁保持继电器：将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。(4)极化继电器：状态转变取决于输入激励量极性的一种直流 继电器。(5)舌簧继电器：采用密封在管内，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。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。1、电磁继电器的工作原理和特性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肯定的电压，线圈中就会流过肯定的电流， 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逝，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）释放。这样吸合、释放，从而到达了在电路中的导通、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”。(6)节能功率继电器:输入电路中的掌握电流为沟通的电磁继 电器,但它的电流大(一般30-100A),体积小，节电功能.2 .固态继电器轴入、输出功能由电子兀件完成而无机械运动部件的一种继 电器。3 .时间继电器当加上或除去输入信号时，输出局部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。4 .温度继电器当外界温度到达规定值时而动作的继电器.5 .风速继电器当风的速度到达肯定值时，被控电路将接通或断开。6 .加速度继电器当运动物体的加速度到达规定值时，被控电路将接通或断开。7 .其它类型的继电器如光继电器、声继电器、热继电器等。按形状尺寸分表1继电器形状尺寸分类名称定义微型继电器 最长边尺寸不大于10mm的继电器超小型继电器 最长边尺寸大于10mm,但不大于25mm的继电器小型继电器最长边尺寸大于25mm，但不大于50mm的继电器按触点负载分表2继电器触点负载分类名称定义微功率继电器小于0.2A的继电器。弱功率继电器0.2- 2 A的继电器。中功率继电器210A的继电器。大功率继电器10A以上继电器。节能功率继电器20A-100A的继电器按防护特征分表3继电器防护特征分类名称定义密封继电器采纳焊接或其它方法，将触点和线等密封在金属罩内，其泄漏率较低的继电器塑封继电器采纳封胶的方法，将触点和线圈等密封在塑料罩 内，其泄漏率较高的继电器防尘罩继电器 用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电 器放开继电器 不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器按用途分表4继电器用途分类名称定义通讯继电器（包括高频继电器）该类继电器触点负载范围 从低电平到中等电流，环境使用条件要求不高。机床继电器 机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。家电用继电器家用电器中使用的继电器，要求平安性能好。汽车继电器汽车中使用的继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲、抗振性高。SF6气体密度继电器，用来监视SF6断路器中SF6气体密度、起到掌握和保护SF6断路器的作用七、继电器的作用继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥 测、通讯、自动掌握、机电一体化及电力电子设施中，是最重要 的掌握元件之一。.继电器一般都有能反映肯定输入变量（如电流、电压、功 率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入 局部）；有能对被控电路实现“通”、“断”掌握的执行机构（输出部 分）；在继电器的输入局部和输出局部之间，还有对输入量进行耦 合隔离，功能处理和对输出局部进行驱动的中间机构（驱动局部）。.作为掌握元件，概括起来，继电器有如下几种作用:.1）扩大掌握范围。例如，多触点继电器掌握信号到达某 肯定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多 路电路。.2）放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个 很微小的掌握量，可以掌握很大功率的电路。.3）综合信号。例如，当多个掌握信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比拟综合，到达预定的掌握效果。.4）自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序掌握线路，从而实现自动化运行。工厂专业生产各式时间继电器 电磁继电器 电子继电器 大 功率继电器 液位继电器 固态继电器 大功率继电器 小型继电 器 计时器 计数器 继电器等。继电器实质是一种传递信号的电器，它依据输入的信号到达 不同的掌握目的。继电器一般是用来接通和断开掌握电器（电动机）如在直流电动机里的电流继电器，当电流过小或过大时，它检测到这种电流信号后便掌握电动机的启停还有如热继电器，如电动机长期过载而使温度过高时，它便掌握电动机停止八、继电器的选择1按使用环境选型使用环境条件主要指温度（最大与最小）、湿度（一般指 40c下的最大相对湿度）、低气压（使用高度1000米以下可不考 虑）、振动和冲击。此外，尚有封装方式、安装方法、形状尺寸及 绝缘性等要求。由于材料和结构不同，继电器承受的环境力学条 件各异，超过产品标准规定的环境力学条件下使用，有可能损坏 继电器，可按整机的环境力学条件或高一级的条件选用。.对电磁干扰或射频干扰比拟敏感的装置四周，最好不要选 用沟通电激励的继电器。选用直流继电器要选用带线圈瞬态抑制 电路的产品。那些用固态器件或电路供应激励及对尖峰信号比拟 敏感地地方，也要选择有瞬态抑制电路的产品。继电器的输入信号X从零连续增加到达衔铁开头吸合时的动作值 XX,继电器的输出信号立即从y二0跳动到y二ym,即常开触点从断到 通。一旦触点闭合，输入量x连续增大，输出信号y将不再起变 化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开头释放，常 开触点断开。我们把继电器的这种黄性叫做继电特性，也叫继电 器的输入-输出特性。释放值xf与动作值XX的比值叫做反响系数，即Kf= xf /xx触点上输出的掌握功率Pc与线圈汲取的最小功率P0之比叫做继 电器的掌握系数，即Kc=PC/PO2、热敏干簧继电器的工作原理和特性热敏干簧继电器是一种采用热敏磁性材料检测和掌握温度的 新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、 塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，2按输入信号不同确定继电器种类.按输入信号是电、温度、时间、光信号确定选用电磁、温度、 时间、光电继电器，这是没有问题的。这里特殊说明电压、电流 继电器的选用。假设整机供应继电器线圈是恒定的电流应选用电流 继电器，是恒定电压值那么选用电压继电器。3输入参量的选定与用户亲密相关的输入量是线圈工作电压（或电流），而吸 合电压（或电流）那么是继电器制造厂掌握继电器灵敏度并对其进 行推断、考核的参数。对用户来讲，它只是一个工作下极限参数 值。掌握平安系数是工作电压（电流）/吸合电压（电流），假如 在吸合值下使用继电器，是不行靠的、担忧全的，环境温度提升 或处于振动、冲击条件下，将使继电器工作不行靠。整机设计时, 不能以空载电压作为继电器工作电压依据，而应将线圈接入作为 负载来计算实际电压，特殊是电源内阻大时更是如此。当用三极 管作为开关元件掌握线圈通断时，三极管必需处于开关状态，对 6VDC以下工作电压的继电器来讲，还应扣除三极管饱和压降。当然，并非工作值加得愈高愈好，超过额定工作值太高会增加衔 铁的冲击磨损，增加触点回跳次数，缩短电气寿命，一般，工作 值为吸合值的1.5倍，工作值的误差一般为±10%。4依据负载状况选择继电器触点的种类和容量.国内外长期实践证明，约70%的故障发生在触点上，这足 见正确选择和使用继电器触点特别重要。.触点组合形式和触点组数应依据被控回路实际状况确定。常用的触点组合形式见表6o动合触点组和转换触点组中的动合 触点对，由于接通时触点回跳次数少和触点烧蚀后补偿量大，其 负载力量和接触牢靠性较动断触点组和转换触点组中的动断触点 对要高，整机线路可通过对触点位置适当调整，尽量多用动合触 点。依据负载容量大小和负载性质（阻性、感性、容性、灯载 及马达负载）确定参数特别重要。认为触点切换负荷小肯定比切 换负荷大牢靠是不正确的，一般说，继电器切换负荷在额定电压 下，电流大于100mA、小于额定电流的75%最好。电流小于100mA 会使触点积碳增加，牢靠性下降，故100mA称作试验电流，是国 内外专业标准对继电器生产厂工艺条件和水平的考核内容。由于 一般继电器不具备低电平切换力量，用于切换50mV、50pA以下 负荷的继电器订货，用户需注明，必要时应请继电器生产厂帮助 选型。.继电器的触点额定负载与寿命是指在额定电压、电流下， 负载为阻性的动作次数，当超出额定电压时，可参照触点负载曲 线选用。当负载性质转变时，其触点负载力量将发生变用，用户 可参照表8变换触点负载电流。5继电器的类型信号继电器 其他继电器 热继电器 干簧式继电器 大功率继电器 时间继电器 直流电磁继电器 中间继电器 汽车继电器 沟 通电磁继电器 固态继电器 极化继电器 磁保持继电器 温度继 电器 电磁类继电器 延时继电器 步进继电器 真空继电器 混合 电子继电器斩波器九、用途:而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管供应 磁力是由感温磁环的温控特性打算的。3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输 出端的四端器件，中间采纳隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器按负载电源类型可分为沟通型和直流型。按开关 型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器 隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。4、磁簧继电器磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管作动之继电器，为一种 线圈传感装置。因此磁簧继电器之特征、小型尺寸、轻量、反响 速度快、短跳动时间等特性。当整块铁磁金属或者其它导磁物质与之靠近的时候，发生动 作，开通或者闭合电路。由永久磁铁和干簧管组成。永久磁铁、 干簧管固定在一个不导磁也不带有磁性的支架上。以永久磁铁的 南北极的连线为轴线，这个轴线应当与干簧管的轴线重合或者基 本重合。由远及近的调整永久磁铁与干簧管之间的距离，当干簧 管刚好发生动作（对于常开的干簧管，变为闭合；对于常闭的干 簧管，变为断开）时，将磁铁的位置固定下来。这时，当有整块 导磁材料，例如铁板同时靠近磁铁和干簧管时，干簧管会再次发 生动作，恢复到没有磁场作用时的状态；当该铁板离开时，干簧 管即发生相反方向的动作。磁簧继电器结构结实，触点为密封状 态，耐用性高，可以作为机械设施的位置限制开关，也可以用以 探测铁制门、窗等是否在指定位置。5、光继电器光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，指发光器件和受光 器件一体化的器件。输入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通 过光信号传输。其特点为寿命为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘 耐压、超小型、光传输、无接点等。主要应用于量测设施、通信设施、保全设施、医疗设施等。二、继电器主要产品技术参数1、额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压，也就是掌握电路的 掌握电压。依据继电器的型号不同，可以是沟通电压，也可以是 直流电压。2、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。3、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, 给定的电流必需略大于吸合电流，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，否那么会产生较大的电流而把线圈烧毁。4、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 流减小到肯定程度时，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。5、触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它打算了继电器能掌握电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否那么很简洁损坏继电器的触点。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, （用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内）；而常开触点 与动点的阻值就为无穷大。由此可以区分出那个是常闭触点，那 个是常开触点。2、测线圈电阻可用万能表RxlOQ档测量继电器线圈的阻值，从而推断该线圈是否存在着开路现象。