03.01 什麼是繼電器?

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繼電器實質上就是一種電氣控制元器件,用較小的電流控制大電流的一種自動開關。在控制系統迴路的電路起到調節、轉換、保護、轉換等作用。



繼電器有機械式的帶有觸點通過觸點的閉合或斷開來達到控制目的。還有非機械式的繼電器,利用電子元器件特有的特徵改變通斷,例如用到二極管特有的特性正向導通反向截止的原理做的繼電器!


它的作用就是在電路中起到隔離、電信號的轉換、切換不同帶有電壓或電流的用電設備、在控制電路中起到自鎖或互鎖作用。它的特性在電路中可以看成一部分是控制另一部分是被控制,當輸入的信號達到一定程度就會使被控制部分發生相應的變化。其實繼電器就是一種自動開關,應用起來更加靈活!


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繼電器是工控、自動化行業使用比較多的開關元器件,可以實現弱電控制強電的目的,並能實現輸入和輸出的隔離。繼電器有多種分類方式,比如電磁繼電器、固態繼電器,還可以根據功能分,比如延時繼電器、熱繼電器等。本文主要介紹電磁繼電器。

1 電磁繼電器的結構及工作原理

電磁式繼電器主要由線圈、鐵芯、銜鐵以及觸點構成。其中,線圈為輸入部分,觸點為輸出部分,工作原理為電磁效應。線圈纏繞在鐵芯上,給線圈通以合適的電流之後,會在鐵芯上產生磁場,該磁場使銜鐵動作,從而使觸點動作,實現被控迴路的導通或者關斷,其結構如下圖所示。


線圈和觸點之間沒有直接的電氣連接,是通過磁場控制的,所以輸入和輸出起到隔離作用。另一方面,輸入線圈的額定電壓有3.3V、5V、12V等,而輸出觸點的帶載容量要大很多,可以實現弱電控制強電的目的。

2 繼電器的關鍵技術參數

在設計繼電器電路時,需要根據需求選擇繼電器。那麼選型的依據就是繼電器的關鍵技術參數,相關的技術參數有線圈電壓、觸點容量,除此之外還有壽命次數、釋放電壓、觸點形式、封裝形式等。下面主要介紹線圈電壓、觸點容量以及釋放電壓。

參數一:線圈電壓

以前去電子大樓買繼電器的時候,店主都會問你要幾V的繼電器。這裡的幾V就是指繼電器的線圈額定電壓,這個參數取決於電路的工作電壓。如果電路是5V的就選擇線圈額定電壓為5V的繼電器。

參數二:觸點容量

這個參數代表了繼電器觸點的帶載能力,所謂帶載能力就是指觸點可以通斷多少伏多少安的負載迴路。繼電器的觸點會標註交流回路的帶載能力和直流回路的帶載能力。機械式觸點在帶電流分斷時會產生電弧,而交流電路會過零點。所以,同一個繼電器的交流容量要好於直流容量。這個參數主要取決於被控迴路的參數。

參數三:釋放電壓

這個是針對繼電器線圈的參數。繼電器在額定電壓下吸合之後,慢慢減小線圈兩端的電壓繼電器的觸點並不會發生復位,知道線圈電壓小於一定的程度之後才會復位,這時的電壓就叫做釋放電壓。所以繼電器穩定吸合之後,只要線圈兩端的電壓高於釋放電壓,繼電器都是可以正常工作的。當繼電器容量比較大時,線圈所需要的電流比較大,此時繼電器的功耗比較大,在繼電器穩定吸合之後,如果把線圈電壓降下去,那麼就可以實現節能的目的。

3 繼電器驅動電路的設計

在設計驅動電路時,通常用三極管來驅動繼電器。以NPN三極管為例,來設計驅動繼電器的電路,如下圖所示。

三極管的基極通過限流電阻接到控制引腳上,繼電器接在三極管的集電極上,在線圈的兩端反向並聯一個續流二極管用於保護三極管。當控制端輸出低電平時,三極管截止,繼電器的線圈不得電,所以觸點不動作;當控制端輸出高電平時,三極管導通,繼電器的線圈得電,觸點動作。需要注意的時,三極管需要工作在截止和飽和狀態。

4 機械式繼電器和固態繼電器的優缺點對比

機械式繼電器的觸點是機械式的,具有壽命和次數的限制,而且在分斷電流時會產生電弧,電弧對觸點是具有腐蝕作用的,時間久了觸點就會粘連失效。而固態繼電器是無觸點式的,沒有電弧,沒有壽命的限制。但是固態繼電器價格比較貴,而且在過大電流時需要安裝非常大的散熱片。

總而言之,機械式觸點和電子式觸點各有優缺點,需要根據應用需求平衡選擇。

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在電氣控制電路中和電子電路中繼電器的使用還是比較多的,我們在這裡舉幾個應用的例子來說明繼電器的重要作用。我麼先說在家庭中,當寒冷的冬天如期而至的時候我們常常會把家裡的空調打開,當室內溫度達到我們所設定的溫度時,空調的溫度傳感系統會發出“命令”使空調“休息”一會,從而使空調的制熱系統脫離電源對電路進行分斷。那麼這種電器元件各種“命令”信號的變化而發出指令接通電路或者分斷電路,通過這種吸合與斷開的動作可以對電路進行各種自動控制。下面我將和朋友們說說這繼電器這些事。

其實繼電器的種類很多,比如像電磁繼電器、熱繼電器、時間繼電器、固態繼電器等等種類繁多,有點使我們目不暇接的感覺,在這眾多種類繼電器當中我先聊聊電磁繼電器吧。我們常把電磁繼電器作為一種控制用的機電元件,可以把它作為一種由輸入量(比如電、磁、光、聲等物理量)控制的開關;其實我們也可以把它理解為用很小的電流去控制很大的電流這樣的一種“自動開關”。所以說它在電路中可以充當制動調節者的“角色”,就像開頭提到的空調對溫度的控制;還可以充當電路的安全保護以及電路的轉換者的“角色”。

電磁繼電器

電磁繼電器是眾多繼電器中最常見的一種,它的功能相當於一種具有隔離的自動開關元件,在一些通信的場合、自動控制系統中、機電一體化設備中等這些地方常常能見到它們的“身影”。比如我們在維修數控車床時,在其電氣控制櫃內就可以見到許多的電磁繼電器。

電磁繼電器的工作過程

這種繼電器的工作過程相對比較簡單的,例如我們以下圖為例,當繼電器的線圈接通了額定電壓的時候,那麼繼電器的銜鐵就會吸合,這時候繼電器的常閉觸頭就會先斷開了,常開觸點緊隨其後就會閉合了(這個常開和常閉觸頭動作的先後順序有時候在分析邏輯控制電路中是很有必要的);當電磁繼電器的線圈沒有電的時候,銜鐵就會釋放,那麼電磁繼電器的各個觸頭就會復位。這個電磁繼電器的線圈一般是由比較低的電壓就可以驅動了,比如常見的線圈電壓有5V的、12V的、24V的等,充其量電流也就幾十到上百個毫安。


電磁繼電器的識別與命名

電磁繼電器的符號比較好識別,關鍵是我們要了解一下繼電器的型號的各組成部分的含義,比如我們以JZC33F這個型號的繼電器為例,我們把JZ稱為中功率的繼電器,這叫主稱呼類型;那麼這個“C”代表的是超小型的外形符號;那麼“33”是指這個繼電器的序列號;最後的“F”指的是防護型。對於它的常開和常閉觸頭可以這樣區分,繼電器在沒有通電的情況下,處於斷開的靜觸點我們稱之為“常開觸點”;而處於接通的靜觸點我們稱之為“常閉觸點”。


最後說說它的主要參數,其主要參數有兩個,一個是它的觸點參數,也是觸點的數量;另一個是線圈的參數,也是線圈的額定電壓,主要是這兩個。繼電器我們說過了,那麼說一下觸點的數量,一般有4引腳的只有一對常開;5引腳的有一對常開和一對常閉;8引腳的有二對常開和二對常閉等。

以上就是我對繼電器的淺顯的認識,歡迎朋友們參與討論這個話題,敬請關注電子及工控技術!


電子及工控技術


繼電器(英文名稱:relay)是一種電控制器件,是當輸入量(激勵量)的變化達到規定要求時,在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(又稱輸入迴路)和被控制系統(又稱輸出迴路)之間的互動關係。通常應用於自動化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“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。

電磁繼電器的工作原理和特性

電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會流過一定的電流,從而產生電磁效應,銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當線圈斷電後,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)吸合。這樣吸合、釋放,從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對於繼電器的“常開、常閉”觸點,可以這樣來區分:繼電器線圈未通電時處於斷開狀態的靜觸點,稱為“常開觸點”;處於接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”。

繼電器在電路中有什麼作用?

熱敏幹簧繼電器的工作原理和特性

熱敏幹簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關。它由感溫磁環、恆磁環、幹簧管、導熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏幹簧繼電器不用線圈勵磁,而由恆磁環產生的磁力驅動開關動作。恆磁環能否向幹簧管提供磁力是由感溫磁環的溫控特性決定的。

繼電器在電路中有什麼作用?

固態繼電器(SSR)的工作原理和特性

固態繼電器是一種兩個接線端為輸入端,另兩個接線端為輸出端的四端器件,中間採用隔離器件實現輸入輸出的電隔離。

固態繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型,以光電隔離型為最多。

繼電器在電路中有什麼作用?

繼電器的作用

繼電器是具有隔離功能的自動開關元件,廣泛應用於遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中,是最重要的控制元件之一。

繼電器一般都有能反映一定輸入變量(如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等)的感應機構(輸入部分);有能對被控電路實現“通”、“斷”控制的執行機構(輸出部分);在繼電器的輸入部分和輸出部分之間,還有對輸入量進行耦合隔離,功能處理和對輸出部分進行驅動的中間機構(驅動部分)。

繼電器在電路中有什麼作用?

作為控制元件,概括起來,繼電器有如下幾種作用:

1)擴大控制範圍:例如,多觸點繼電器控制信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、開斷、接通多路電路。

2)放大:例如,靈敏型繼電器、中間繼電器等,用一個很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。

3)綜合信號:例如,當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時,經過比較綜合,達到預定的控制效果。

4)自動、遙控、監測:例如,自動裝置上的繼電器與其他電器一起,可以組成程序控制線路,從而實現自動化運行。



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繼電器是根據輸入信號(電量或非電量)的變化,接通或斷開小電流電路,通過控制接觸器或其他電器對主電路進行控制的電器。跟接觸器相比,繼電器觸頭分斷能力小、反應更靈敏、動作更準確、體積也相對要小。

繼電器有很多種類,下面根據輸入信號的性質介紹幾種常用的繼電器。

一、熱繼電器

熱繼電器是利用流過繼電器的電流所產生的熱效應而做出相應動作的繼電器。熱繼電器的延時動作時間隨通過電流的增加而縮短,主要用於電動機的保護以及其他設備發熱狀態的控制。


二、時間繼電器

時間繼電器就是從得到動作信號到觸頭動作有一段符合要求的延時時間的繼電器。主要用於按時間順序控制的電路中。常用的時間繼電器主要有電磁式、電動式、空氣阻尼式和晶體管式等。電磁式和電動式使用較少,主要就是空氣阻尼式和晶體管式。



三、固態繼電器

固態繼電器是由半導體器件組成的繼電器,是一種無觸點電子開關。具有工作可靠、壽命長、開關速度等優點。但固態繼電器一般發熱較大,需要配備專用散熱片。


四、中間繼電器

中間繼電器是用來增加控制電路中的信號數量或將信號放大的繼電器。結構和工作原理與接觸器基本相同。在工作電流小於繼電器觸頭電流的電路中,中間繼電器可以代替接觸器使用。


還有小型中間繼電器



五、電流繼電器

電流繼電器就是使用中線圈串聯在被測電路中,根據電流值的大小變化而動作的繼電器。分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種。一般常用的是過電流繼電器。


另外,還有電壓繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、功率繼電器、風速繼電器、水流繼電器等等。

另外在選擇繼電器的時候,要根據線路的工作電壓選擇相應電壓等級的繼電器。

繼電器的種類非常之多,隨著科技水平的飛速發展,繼電器在材料、結構、用途等方面也在不斷地更新發展。


老張說電


繼電器(英文名稱:relay)。是一種電控制元件,是當輸入量(激勵量)的變化達到規定要求時,在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(又稱輸入迴路)和被控制系統(又稱輸出迴路)之間的互動關係。通常應用於自動化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“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。



主要分類:
1.按繼電器的工作原理或結構特徵分類
1)電磁繼電器:利用輸入電路內電路在電磁鐵鐵芯
繼電器
與銜鐵間產生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。
2)固體繼電器:指電子元件履行其功能而無機械運動構件的,輸入和輸出隔離的一種繼電器。
3)溫度繼電器:當外界溫度達到給定值時而動作的繼電器。
4)舌簧繼電器:利用密封在管內,具有觸電簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧動作來開,閉或轉換線路的繼電器
5)時間繼電器:當加上或除去輸入信號時,輸出部分需延時或限時到規定時間才閉合或斷開其被控線路繼電器。
6)高頻繼電器:用於切換高頻,射頻線路而具有最小損耗的繼電器。
7)極化繼電器:有極化磁場與控制電流通過控制線圈所產生的磁場綜合作用而動作的繼電器。繼電器的動作方向取決於控制線圈中流過的的電流方向。
8)其他類型的繼電器:如光繼電器,聲繼電器,熱繼電器,儀表式繼電器,霍爾效應繼電器,差動繼電器等。



主要作用
繼電器是具有隔離功能的自動開關元件,廣泛應用於遙控、遙測、
繼電器
通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中,是最重要的控制元件之一。
繼電器一般都有能反映一定輸入變量(如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等)的感應機構(輸入部分);有能對被控電路實現“通”、“斷”控制的執行機構(輸出部分);在繼電器的輸入部分和輸出部分之間,還有對輸入量進行耦合隔離,功能處理和對輸出部分進行驅動的中間機構(驅動部分)。

作為控制元件,概括起來,繼電器有如下幾種作用:
1)擴大控制範圍:例如,多觸點繼電器控制信號達到某一定值時,可以按觸點組的不同形式,同時換接、開斷、接通多路電路。
2)放大:例如,靈敏型繼電器、中間繼電器等,用一個很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。
3)綜合信號:例如,當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時,經過比較綜合,達到預定的控制效果。
4)自動、遙控、監測:例如,自動裝置上的繼電器與其他電器一起,可以組成程序控制線路,從而實現自動化運行。


小壞日常一笑


繼電器(Relay) 有傳遞,中繼的意思。是自動化控制中最常用的一個電氣控制原件。分類很多,從線圈電壓分為380V220V110V48V24V12V6v等,從功能上分有普通的中間繼電器,電壓繼電器,電流繼電器,壓力的,溫度的,速度的,位置的等等。總之,繼電器就是在自動化控制系統裡,把現有的控制狀態傳遞給其他電氣控制器件的電氣節點。繼電器與接觸器最大的區別是,接觸點的功率比接觸器的功率小。因為專業的朋友可以聽懂,也會發現我講錯誤的地方,非專業再仔細看也會一頭霧水的。所以就不再仔細說了。哈哈


Xz瀟瀟




這個演示繼電器的工作原理。


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