继电器工作原理

02-24

要知道继电器工作原理首先要知道

什么是继电器
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”。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。

其实继电器实质是一种传递信号的电器,它根据输入的信号达到不同的控制目的。
继电器一般是用来接通和断开控制电器(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控制电动机的启停

继电器的分类

继电器按作用原理分
  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。
  它包括直流电磁继器、交流电磁继电器、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:输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。
  (2)交流电磁继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。
  (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:状态改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:利用密封在管内,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。
  (6)节能功率继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大(一般30-100A),体积小, 节电功能.

  2.固态继电器
  输入、输出功能由电子元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,输出部分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
  当外界温度达到规定值时而动作的继电器.

  5.风速继电器
  当风的速度达到一定值时,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达到规定值时,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。
按外形尺寸分
 
  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
 
  微功率继电器 小于0.2A的继电器。
  弱功率继电器 0.2~2A的继电器。
  中功率继电器 2~10A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

继电器按防护特征分
 
  密封继电器 采用焊接或其它方法,将触点和线圈等密封在金属罩内,其泄漏率较低的继电器
  塑封继电器 采用封胶的方法,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
  敞开继电器 不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器

继电器按用途分
 
  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,要求安全性能好。
  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、起到控制和保护SF6断路器的作用

继电器工作原理和特性

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)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”。
继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。

一旦触点闭合,输入量x继续增大,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。
释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数,即 Kf= xf /xx
触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数,即Kc=PC/P0

2、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、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,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提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

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。

4、磁簧继电器工作原理
  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。

5、光继电器工作原理
  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。
  主要应用于量测设备、通信设备、保全设备、医疗设备…等。

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,继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框。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:一种是把直接画在长方框一侧,这种表示法较为直观。另一种是电路连接的,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:
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。 内
3.转换型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即是动触点,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,使断开的成闭合,闭合的成断开,达到转换的目的。的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

继电器常见的检修

1.感测机构的检修
对于电磁式(电压、电流、中间) 继电器,其感测机构即为电磁系统。电磁系统的故障主要集中在线圈及动、静铁芯部分。 (1) 线圈故障检修
线圈故障通常有线圈绝缘损坏;受机械伤形成匝间短路或接地;由于电源电压过低,动、静铁芯接触不严密,使通过线圈电流过大,线圈发热以致烧毁。其修理时,应重绕线圈。如果线圈通电后衔铁不吸合,可能是线圈引出线连接处脱落,使线圈断路。检查出脱落处后焊接上即可。
(2) 铁芯故障检修
铁芯故障主要有通电后衔铁吸不上。这可能是由于线圈断线,动、静铁芯之间有异物,电源电压过低等造成的。应区别情况修理。
通电后,衔铁噪声大。这可能是由于动、静铁芯接触面不平整,或有油污染造成的。修理时,应取下线圈,锉平或磨平其接触面;如有油污应进行清洗。
噪声大可能是由于短路、环断裂引起的,修理或更换新的短路环即可。
断电后,衔铁不能立即释放,这可能是由于动铁芯被卡住、铁芯气隙太小、弹簧劳损和铁芯接触面有油污等造成的。检修时应针对故障原因区别对待,或调整气隙使其保护在0.02~0.05mm ,或更换弹簧,或用汽油清洗油污。对于热继电器,其感测机构是热元件。其常见故障是热元件烧坏,或热元件误动作和不动作。
(1) 热元件烧坏。这可能是由于负载侧发生短路,或热元件动作频率太高造成的。检修时应更换热元件,重新调整整定值。
(2) 热元件误动作。这可能是由于整定值太小、未过载就动作,或使用场合有强烈的冲击及振动,使其动作机构松动脱扣而引起误动作造成的。
(3) 热元件不动作。这可能是由于整定值太小,使热元件失去过载保护功能所致。检修时应根据负载工作电流来调整整定电流。

2.继电器执行机构的检修
大多数继电器的执行机构都是触点系统。通过它的“通”与“断”,来完成一定的控制功能。触点系统的故障一般有触点过热、磨损、熔焊等。引起触点过热的主要原因是容量不够,触点压力不够,表面氧化或不清洁等;引起磨损加剧的主要原因是触点容量太小,电弧温度过

高使触点金属氧化等;引起触点熔焊的主要原因是电弧温度过高,或触点严重跳动等。触点的检修顺序如下: (1) 打开外盖,检查触点表面情况。
(2) 如果触点表面氧化,对银触点可不作修理,对铜触点可用油光锉锉平或用小刀轻轻刮去其表面的氧化层。
(3) 如果触点表面不清洁,可用汽油或四氯化碳清洗。
(4) 如果触点表面有灼伤烧毛痕迹,对银触点可不必整修,对铜触点可用油光锉或小刀整修。不允许用砂布或砂纸来整修,以免残留砂粒,造成接触不良。
(5) 触点如果熔焊,应更换触点。如果是因触点容量太小造成的,则应更换容量大一级的继电器。
(6) 如果触点压力不够,应调整弹簧或更换弹簧来增大压力。若压力仍不够,则应更换触点。 3.中间机构的检修
(1) 对空气式时间继电器,其中间机构主要是气囊。其常见故障是延时不准。这可能是由于气囊密封不严或漏气,使动作延时缩短,甚至不延时;也可能是气囊空气通道堵塞,使动作延时变长。修理时,对于前者应重新装配或更换新气囊,对于后者应拆开气室,清除堵塞物。 (2) 对速度继电器,其胶木摆杆属于中间机构。如反接制动时电动机不能制动停转,就可能是胶木摆杆断裂。检修时应予以更换。

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