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继电器

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繼電器工作原理的動畫

继电器(Relay),也稱電驛,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。

继电器的种类

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一種电磁继电器的外观
按輸入信號的性質分 按工作原理分
電壓繼電器 電磁式繼電器
電流繼電器 感應式繼電器
時間繼電器 電動式繼電器
溫度繼電器 電子式繼電器
速度繼電器 熱繼電器
壓力繼電器 光繼電器
繼電器工作示意圖左:放開,右:吸合

时间继电器

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时间继电器(Time delay relay)在接受到动作信号后不是立即动作,而是经过固定的时间以后才改变其输出状态的继电器。

时间继电器用来延迟接触操作[1],有通电后延迟接触者和断电后延迟断开者(或两者兼有)的型号。

时间继电器按照动作的原理分为:

  • 电磁式时间继电器;
  • 机械式时间继电器:包括钟表机构式时间继电器、电动机式时间继电器。
  • 阻尼式时间继电器:包括空气阻尼式时间继电器、水银阻尼式时间继电器。
  • 电热式时间继电器:包括金属片式时间继电器、热敏电阻式时间继电器。
  • 电子式时间继电器:包括RC充放电式时间继电器、数字式时间继电器和微机式时间继电器。

电磁继电器

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依据输入线圈的电流性质,分为直流继电器和交流继电器。直流继电器与交流继电器在控制方式上并无区别,但是在铁心结构上有区别。交流继电器,因电流产生交变磁场,在磁感应强度过零时,触点会断开,产生振动与噪音,因此在铁心上增加短路环,延迟铁心磁场变化,可以防止触点振动。

热敏乾簧继电器

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热敏乾簧继电器(Thermal reed relay)是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、乾簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏乾簧继电器不用线圈励磁,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向乾簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

固态继电器(SSR)外观

固态继电器

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固態繼電器(solid state relay,SSR)是利用一顆發光二極體LED)等發光元件與一顆光電晶體等光接收元件作成之光耦合器,觸發矽控整流器(SCR)或雙向矽控整流器(TRIAC),因此可以接受低壓(DCAC)信號輸入,而驅動高壓之輸出,具隔離輸出入及控制高功率輸出之效果。優點是開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、雜訊低和工作可靠,用于防爆场所,也有许多的不利的地方,例如:当闭合的时候,高的电阻(发热),增加电噪音。当断开的时候,低的电阻,反向漏电流(通常 µA 范围)。可使用於取代常規電磁式繼電器,廣泛用於數位程式控制裝置。

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。

磁簧继电器

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磁簧繼電器(Reed relay)是以線圈產生磁場將磁簧管作動之繼電器,為一种線圈传感装置。因此磁簧繼電器之特徵、小型尺寸、輕量、反應速度快、短跳動時間等特性。

当整块铁磁金属或者其他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。

光繼電器

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光繼電器AC/DC並用的半導體繼電器,指發光器件和受光器件一體化的器件。輸入側和輸出側電氣性絕緣,但信號可以通過光信號傳輸。

其特點為壽命為半永久性、微小電流驅動信號、高阻抗絕緣耐壓、超小型、光傳輸、無接點等。

主要應用於量測設備、通信設備、保全設備、醫療設備等。

继电器主要产品技术参数

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额定工作电压

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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,一般使用直流电压,但交流繼電器可以是交流电压

直流电阻

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是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过三用電表测量。

接触电阻

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是指继电器中接点接触后的电阻值。此電阻値一般很小,不易通过万用表测量,宜使用低阻計配合四線測量方式來測量。 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。

吸合电流或電壓

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是指继电器能够产生吸合动作的最小电流或最小電壓。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,一般也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。

释放电流或電壓

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是指继电器产生释放动作的最大电流或最大電壓。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

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是指继电器接點允许承载的电压和电流。它决定了继电器能控制的电压和电流大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。

继电器测试

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测触点电阻

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萬用電表的电阻档,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。由此可以区别出哪个是常闭触点,哪个是常开触点。

测线圈电阻

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可用万能表R×10Ω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。

测量吸合电压和吸合电流

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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。

测量释放电压和释放电流

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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。

继电器的电符号和触点形式

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典型繼電器內部構造

常見縮寫

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  • COM(Common)表示共接點。
  • NO(Normally Open)表示常開接點(俗稱A接點)。平常處於開路(斷路),線圈通電後才成為閉路(與共接點COM接通)。
  • NC(Normally Closed)表示常閉接點(俗稱B接點)。平常處於閉路(與共接點COM接通),線圈通電後才成為開路(斷路)。
继电器符號,A.B代表A接點與B接點,Ry則為線圈
繼電器的IEC標準電路符號(單刀雙擲型)

開關触点型式

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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。继电器的触点有三种基本形式:

  • 动合型(H型、常开型、A型接點)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。
  • 动断型(D型,常闭型、B型接點)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。
  • 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。
如是先斷開再與另一接點發生接觸(一般情形),此種方式稱為C型接點(Form C contact)。
如是先與另一接點發生接觸,再斷開原接點,此種方式稱為D型接點

继电器的选用

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先了解必要的条件

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  • 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。

型号和规格号

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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。

注意器具的容积

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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。

保护继电器

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参考文献

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  1. ^ 时间继电器的工作原理. 电工学习网. [2014-12-04]. (原始内容存档于2015-03-24). 

外部链接

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