继电器简介

继电器一、定义继电器（relay）——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，当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化。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。继电特性——①继电器的输入信号x从零连续增加到衔铁开始吸合时的动作值xx时，继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym，即常开触点从断开到闭合。一旦触点闭合，输入量x若继续增大，输出信号y将不再起变化。②当输入量x从某一大于xx的值下降到xf，继电器开始释放，常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。xx称为动作值，xf称为释放值。控制继电器：保护继电器分类：1、构成原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型等继电器等2、按反应的物理量：电流、电压、功率方向、阻抗等继电器都3、按用途：测量继电器和辅助继电器等二、工作原理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“常開触点”；处于接通状态的静触点称为“常閉触点”。2．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、反应速度快、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，这个轴线应该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。磁簧继电器结构坚固，触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置限制开关，也可以用以探测铁制门、窗等是否在指定位置。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，中间采用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交流型和直流型。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。交流固态继电器SSR（solidstatereley）是一种无触点通断电子开关，它利用电子元器件（如三极管、双向可控硅等半导体器件）的开关特性，可以达到无触点、无火花的接通和断开电路的目的，为四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。为实现输入与输出之间的电气间隔离，器件中采用了高耐压的专业光电耦合器。当施加输入信号后，其主回路呈导通状态，无信号时，呈阻断状态。整个器件无可动部件及触点，可实现相当于常用电磁继电器一样的功能，其封装形式也与传统电磁继电器基本相同。具有可靠、寿命长、对外界干扰少、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、使用方便等一系列优点。由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控级计算机控制方面得到日益广泛的应用。如计算机和可编程控制器的输入输出接口、计算机外围和终端设备、机械控制、过程控制、遥控及保护系统。三、主要技术参数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。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．接触电阻是指继电器中接点接触后的电阻值，可以通过万用表测量。对于许多继电器来说，接触电阻无穷大或者不稳定是最大的问题。4．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。5．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。6．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。四、作用继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）+有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）+在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。继电器有如下几种作用：1．扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，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，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。3．综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。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，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。五、选用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、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。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．输入参量的选定选用之前要知道控制电路的电压，所能提供的最大电流；被控电路的电压和电流，以及被控电路的组数和触点形式。继电器的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、50μA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。动合触点：上电闭合——常开型动断触点：上电断开——常闭型六、常见继电器介绍1．时间继电器（timerelay）时间继电器也称延时继电器，是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器，当加入(或去掉)输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)。一般分为通电延时和断电延时两种类型。时间继电器的用途就是配合工艺要求，执行延时指令。时间继电器的文字符号是KT。时间继电器延时时间可调的时间继电器通电延时线圈图形符号断电延时线圈图形符号通电延时的常开触点通电延时的常闭触点断电延时的常开触点断电延时的常闭触点时间继电器的触点图形符号主要是触点的半圆符号的开口的指向，遵循的原则是：半圆开口方向是触点延时动作的指向。2．热继电器热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。主要用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护。3．中间继电器中间继电器的工作原理是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的电子元件。它的输入信号为线圈的通电或断电。它的输出是触头的动作（所带常开点闭合，常闭点打开），它的触点接在其他控制回路中，通过触点的变化导致控制回路发生变化（例如导通或截止），从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中，继电器主要起了传递信号的作用。在工程实际中，中间继电器主要有两个作用：一是隔离作用；二是增加辅助接点。在实际应用中增加接点比较少，因为现在的接触器可以另加很多对辅助接点，而且动作也可靠，所以没有必要在一般控制日路中增加辅助继电器。而隔离作用在目前的控制中用得是比较多的。主要有两个方面的隔离：一是将一个控制回路分隔为两个甚至更多的相对独立的回路；二是将强电量的模拟信号通过中间继电器转化为开关量有源或无源。七、继电器的适用场合