继电器工作原理.doc

继电器工作原理继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），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。当输入量(如电压、电流)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。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。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。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。 2、直流电阻（线圈阻抗）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。 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。 5、触点切换电压和电流（触点容量）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×10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1050，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 1、电路符号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。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。2、触点形式 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。（如上图a与b）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。(如上图a与c)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。(如上图a、b、c组合形式)五、继电器的选用1.先了解必要的条件控制电路的电源电压，能提供的最大电流；被控制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。最后考虑脚位及尺寸是否合适。因每个客户应用的范围不同，对继电器的脚位及外形尺寸都有要求。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。电磁继电器一般由铁芯、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）释放。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”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。常见类型1、过电流继电器过电流继电器，简称CO，是从电流超过其设定值而动作的继电器，可做系统线路及过载的保护用，最常用的是感应型过电流继电器，是利用电磁铁与铝或铜制的旋转盘相对，依靠电磁感应原理使旋转圆盘转动，以达到保护作用。动作原理：感应型过电流继电器是利用电流互感器二次侧电流，在继电器内产生磁场，以促使圆盘转动，但流过的电流必须大于电流标置板的电流值才能转动。2、过电压继电器过电压继电器，简称OV，它的主要用途在于当系统的异常电压上升至120%额定值以上时，过电压继电器动作而使断路器跳脱保护电力设备免遭损坏，感应式过电压继电器的构造及动作原理和过电流继电器相似，只有主线圈不同。3、欠电压继电器欠电压继电器，简称UV，其构造与过电压继电器相同，所不同的是内部触头及当外加电压时转盘会立即转动。4、接地过电压继电器接地过电压继电器，简称OVG，或称接地报警继电器简称GR，其构造与过电压继电器相同，使用与三相三线非接地系统，接于开口三角形接地的接地互感器上，用以检知零相电压。5、接地过电流继电器接地过电流继电器，简称GCR，是一种高压线路接地保护继电器。主要用途：1） 高电阻接地系统的接地过电流保护；2）发电机定子绕组的接地保护；3）分相发电机的层间短路保护；4）接地变压器的过热保护。6、 选择性接地继电器选择性接地继电器，简称SG，又称方向性接地继电器，简称DG，使用于非接地系统作配电线路保护作用，架空线及电缆系统也能使用。选择性接地继电器：由接地电压互感器检出零相序电流如遇线路接地时，选择性接地继电器能确实地表示故障线路而发生警报，并按照其需要选择故障线路将其断开，而继续向正常线路送电。7、 缺相继电器缺相继电器，简称OPR，或缺相保护继电器，简称PHR，在三相线路中，当电源端有一线断路而造成单相时，若未有立即将线路切断，将使电动机单相运转而烧毁。8、比率差动继电器比率差动继电器，简称RDR，被应用做变压器交流电动机，交流发电机的差动保护，以往使用过的过电流保护继电器，是外部故障所产生的异常电流流过保护设备时，若变压器，一、二次侧电流发生不平衡或对电流互感器特性发生不一致，在这些情况下，此现象会扩延数倍，而使继电器误动作。编辑本段选用条件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。编辑本段型号标志一般国产继电器的型号命名由四部分组成：第一部分+第二部分+第三部分+第四部分。继电器型号第一部分用字母表示继电器的主称类型。JR小功率继电器JZ中功率继电器JQ大功率继电器JC磁电式继电器 JU热继电器或温度继电度 JT特种继电器 JM脉冲继电器JS时间继电器JAG干簧式继电器继电器型号第二部分用字母表示继电器的形状特征。W微型 X小型 C超小型 继电器型号第三部分用数字表示产品序号。用数字表示产品序号 继电器型号第四部分用字母表示防护特征。F封闭式 M密封式 例如：JRX-13F（封闭式小功率小型继电器）。JR小功率继电器 X小型 13序号编辑本段选择方式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40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、外形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较敏感的装置周围，最好不要选用交流电激励的继电器。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提供激励及对尖峰信号比较敏感地地方，也要选择有瞬态抑制电路的产品。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。这里特别说明电压、电流继电器的选用。若整机供给继电器线圈是恒定的电流应选用电流继电器，是恒定电压值则选用电压继电器。3、输入参量的选定与用户密切相关的输入量是线圈工作电压（或电流），而吸合电压（或电流）则是继电器制造厂控制继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数。对用户来讲，它只是一个工作下极限参数值。控制安全系数是工作电压（电流）/吸合电压（电流），如果在吸合值下使用继电器，是不可靠的、不安全的，环境温度升高或处于振动、冲击条件下，将使继电器工作不可靠。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，特别是电源内阻大时更是如此。当用三极管作为开关元件控制线圈通断时，三极管必须处于开关状态，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、根据负载情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非常重要。触点组合形式和触点组数应根据被控回路实际情况确定。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，其负载能力和接触可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。根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）确定参数十分重要。认为触点切换负荷小一定比切换负荷大可靠是不正确的，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，可靠性下降，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能力，用于切换50mV、50A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协助选型。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。当负载性质改变时，其触点负载能力将发生变用。4编辑本段常见问题固体继电器常见问题1、继电器不断开1）负载电流大于SSR的额定切换电流，这样会使继电器永久短路，此时应使用额定电流较大的SSR。2）在继电器所处的环境温度下，对于所承受的电流来说如散热不良，会损坏输出半导体器件，此时应使用较大的或更有效的散热片。3）线电压瞬变引起SSR输出部分穿通，此时应使用额定电压较高的SSR或提供额外的瞬态保护电路。4）使用的线电压高于SSR的额定电压。2、切断输入后SSR才断开在SSR应该断开的时候，测量输入电压，如果测得的电压低于必须释放电压，表明断电器的释放电压太低，应更换继电器如果测得的电压高于SSR的必须释放电压，则是SSR输入端前面的线路有问题，必须改正。3、继电器不导通1）在继电器应该导通时，测量输入电压，如果该电压低于必须动作电压，表明SSR输入端前面的线路有问题；如果输入电压高于必须动作电压，查对电源极性并在必要时加以更正。2）测量SSR的输入电流，如无电流，则系SSR开路，该继电器有故障；如果有电流，但低于继电器的动作值，是SSR前面的线路有问题，必须改正。3）检查SSR的输入部分，测量SSR输出两端的电压，如果电压低于1V，表明继电器以外的线路或负载开路并应进行修理；如果存在线电压，则可能是负载短路，使电流过大引起继电器失效。4、继电器工作不规则1）检查所有接线是否正确、连接不牢或不正确产生的故障。2）检查输入和输出的引线是否在一起。3）对于非常灵敏的SSR，噪声也能耦合到输入端而引起不规则导通。5、交流电动机或螺线管负载造成颤动由于交变的dv/dt问题，SSR可以有半周波动，此时，采用缓冲器是有帮助的。编辑本段使用说明额定工作电压：是指继电器正常工作时线圈所需要的电压， 电路图(13张)也就是控制电路的控制电压。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，可以通过万用表测量。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。