繼電器relay的工作原理和特性

1、、繼電器 relay 的工作原理和特性當(dāng)輸入量 如電壓、電流、溫度等 到達(dá)規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開的電器?？煞譃殡姎饬?如電流、電壓、頻率、功率等 繼電器及非電量 如溫度、 壓力、 速度等 繼電器兩大類。具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、 自動(dòng)化、 運(yùn)動(dòng)、遙控、測量和通信等裝置中。繼電器是一種電子控制器件， 它具有控制系統(tǒng)又稱輸入回路 和被控制系統(tǒng)又 稱輸 出回路 ，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中， 它實(shí)際上是用較小的電流去控制較 大電流的一 種 “自動(dòng)開關(guān) 。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、平安保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作 用。1、電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電

2、器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)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(huì)流過一定的電流， 從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)， 銜鐵就會(huì)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(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸 點(diǎn)常開觸點(diǎn)吸合。當(dāng) 線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧 的反作用力返回原來的位置，使動(dòng) 觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)吸合。這樣 吸合、釋放，從而到達(dá)了在電路中的導(dǎo)通、 切斷的目的。對于繼電器的 “常開、 常閉觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí) 處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱 為“常開觸點(diǎn) ；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn) 。2、熱敏干簧繼電器的工作原理和特性 熱

3、敏干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(guān)。 它由 感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他 一些附件組成。熱敏 干簧繼電器不用線圈勵(lì)磁， 而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。 恒 磁環(huán)能否向 干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。3、固態(tài)繼電器 SSR 的工作原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端， 另兩個(gè)接線端為輸出端的四端器件， 中 間采用 隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。 按開關(guān)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。二、繼電器主要產(chǎn)

4、品技術(shù)參數(shù)1、額定工作電壓是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。 根據(jù)繼電器的型號不同， 可以是交流 電壓， 也可以是直流電壓。2、直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。3、吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。 在正常使用時(shí)， 給定的電流必須略大 于吸合 電流， 這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。 而對于線圈所加的工作電壓， 一般不 要超過額定工 作電壓的 1.5 倍，否那么會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。4、釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。 當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度 時(shí)，繼電 器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。 這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。5、觸點(diǎn)切換電壓

5、和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小， 使用時(shí)不 能超過此值，否那么很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。三、繼電器測試1、測觸點(diǎn)電阻用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為0， 用更加精確方式可測得觸點(diǎn)阻值在 100 毫歐以內(nèi) ；而常開觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開觸點(diǎn)。2、測線圈電阻可用萬能表 RX10Q 檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現(xiàn)象。3 、測量吸合電壓和吸合電流 找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表， 給繼電器輸入一組電壓， 且在 供電回路中串入電流 表進(jìn)行監(jiān)測。 慢慢調(diào)高電源電壓， 聽到繼電器吸合

6、聲時(shí)， 記下該吸 合電壓和吸合 電流。為求準(zhǔn)確，可以試多幾次而求平均值。4、測量釋放電壓和釋放電流也是像上述那樣連接測試， 當(dāng)繼電器發(fā)生吸合后， 再逐漸降低供電電壓， 當(dāng)聽到 繼電器 再次發(fā)生釋放聲音時(shí)， 記下此時(shí)的電壓和電流， 亦可嘗試多幾次而取得平 均的釋放電壓 和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10? 50，如果釋放電壓太 小小于 1/10 的吸合電壓，那么不能正常使用了，這樣 會(huì)對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作 不可靠。四、繼電器的電符號和觸點(diǎn)形式繼電器線圈在電路中用一個(gè)長方框符號表示， 如果繼電器有兩個(gè)線圈， 就畫兩個(gè)并列的 長方框。同時(shí)在長方框內(nèi)或長方框旁標(biāo)上繼電器

7、的文字符號“ J 繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法： 一種是把它們直接畫在長方框一側(cè)， 這種表示法較為直 觀。另 一種是按照電路連接的需要， 把各個(gè)觸點(diǎn)分別畫到各自的控制電路中， 通常在同一繼電 器的觸點(diǎn)與線圈旁分別標(biāo)注上相同的文字符號， 并將觸點(diǎn)組編上號 碼，以示區(qū)別。繼電器 的觸點(diǎn)有三種根本形式：1. 動(dòng)合型H 型線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“ H 表示。2. 動(dòng)斷型D 型線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開。用斷字的拼音字頭“ D 表示。3. 轉(zhuǎn)換型Z 型這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)

8、觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開和另一個(gè)閉合， 線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(tài)，達(dá) 到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的 觸點(diǎn)組稱為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用 轉(zhuǎn)字的拼音字頭“ z 表示。五、繼電器的選用1 .先了解必要的條件 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流 ； 被控制電路中的電壓和電流； 被控電路需要幾組、 什么形式的觸點(diǎn)。 選用繼電器時(shí)， 一般控制電路的電源電 壓可 作為選用的依據(jù)。 控制電路應(yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流， 否那么繼電器 吸合是不穩(wěn) 定的。2. 查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格號。假設(shè)手頭已有繼電器， 可依據(jù)資料核對是否可以利用

9、。 最后考慮尺寸是否 適宜。3. 注意器具的容積。假設(shè)是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。 對于小型電器， 如玩具、遙控裝置那么應(yīng)選用超小型繼電器 產(chǎn)品。繼電器技術(shù)的開展編輯本段 微電子技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、 現(xiàn)代通訊技術(shù)、 光電子技術(shù)以及空間技術(shù)的飛 速開展， 對繼電器技術(shù)提出了新的要求， 新工藝、 新技術(shù)的開展無疑對繼電器技 術(shù)的開展起到促 進(jìn)作用。微電子技術(shù)和超大規(guī)模 IC 的飛速開展對繼電器也提出了新的要求。第一是小 型化和片 狀化。如 IC 封裝的軍用 TO 5(8.5 >8.5 >7.0mm) 繼電器，它具有很高 的抗振性，可使 設(shè)備更

10、加可靠；第二是組合化和多功能化，能與 IC 兼容、可內(nèi) 置放大器，要求靈敏度提高 到微瓦級；第三是全固體化。固體繼電器靈敏度高， 可防電磁干擾和射頻干擾。計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及使得微機(jī)用繼電器的需求量顯著增加， 帶微處理器的繼電器 將迅速發(fā) 展。 80 年代初，美國生產(chǎn)的數(shù)字式時(shí)間繼電器就可用指令對繼電器進(jìn) 行控制，繼電器與微 處理器的組合開展， 可形成一個(gè)小巧完善的控制系統(tǒng)。 由計(jì) 算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人目前 以每年 3.5 的速度增長，現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn) 體制已能在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種低成 本的繼電器， 并可自動(dòng)完成多種操作及測 試工作。通訊技術(shù)的開展對繼電器的開展具有深遠(yuǎn)的意義。 一方面是由

11、于通訊技術(shù)的迅 速開展使 整個(gè)繼電器的應(yīng)用增加。 另一方面， 由于光纖將是未來信息社會(huì)傳輸?shù)?主動(dòng)脈，在光纖 通訊、光傳感、光計(jì)算機(jī)、光信息處理技術(shù)的推動(dòng)下將出現(xiàn)光纖 繼電器、舌簧管光纖開關(guān) 等新型繼電器。光電子技術(shù)對于繼電器技術(shù)將產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用， 為實(shí)現(xiàn)光計(jì)算機(jī)的可靠運(yùn) 行，目前 已試制出雙穩(wěn)態(tài)繼電器。為了提高航空、航天繼電器的可靠性，期望繼電器失效率應(yīng)由目前的 0.1PPM 降至0.01PPM ;載人空間站那么要求到達(dá) 0.001PPM。耐溫要到達(dá)200 C以上， 耐振要求高于 490m/s，同時(shí)應(yīng)能承受2.32 >0C/Kg的a射線輻射。為滿足 空間要求，必須加強(qiáng)可靠 性研究，

12、并建立專門的高可靠生產(chǎn)線。新型特殊結(jié)構(gòu)材料、新分子材料、高性能復(fù)合材料、光電子材料，還有吸氧磁性材料、感溫磁性材料、 非晶體軟磁材料的開展對研制新型磁保持繼電器、 溫度繼電器、電磁繼電器都具有重要的意義，并必將出現(xiàn)新原理、新效應(yīng)的繼電器隨著微型和片式化技術(shù)的提高。 繼電器將向二維、 三維尺寸只有幾毫米的微型 和外表 貼裝化方向開展；現(xiàn)在國際上有些廠家生產(chǎn)的繼電器，體積只有5? 10年前的 1/4? 1/8。因?yàn)殡娮诱麢C(jī)在減小體積時(shí)，需要高度不超過其它電子元件的更小的繼電器。通訊設(shè)備廠家對密集型繼電器的需求更加熱切，日本 Fujitsu Takamisawa 公司生產(chǎn) 的一種 BA 系列超密集信

13、號繼電器的大小只有14.9(W) >7.4(D) 9.7(H)mm ，主要用于 機(jī)和調(diào)制解調(diào)器，能承受3kV 的波 動(dòng)電壓。該公司推出的 AS 系列外表安裝繼電器的體積僅為14(W) X9(D) >6.5(H)mm 。在功率繼電器領(lǐng)域尤其需要平安可靠的繼電器，如高絕緣性繼電器。日本Fujitsu TaKamisawa 推出的 JV 系列功率繼電器內(nèi)含五個(gè)放大器， 采用高絕緣性 小截面 設(shè)計(jì)，尺寸為 17.5(W) X10(D) X 2 . 5(H)m m 。由于機(jī)芯和外緣之間采用強(qiáng) 化絕緣系統(tǒng)，其 絕緣性能到達(dá)5kV。日本NEC推出的MR82系列功率繼電器的 功耗只有200mW 。

14、在繼電器內(nèi)部裝入各種放大、延時(shí)、消觸點(diǎn)抖動(dòng)、滅弧、遙控、組合邏輯等電 路可使其 具有更多的功能。隨著 SOP技術(shù)(Small Outline Package)的突破，生 產(chǎn)廠家有可能把越 來越多的功能集成到一起。 而繼電器與微處理器的組合將具備 更廣泛的專門控制功能，從 而實(shí)現(xiàn)高智能化。新技術(shù)的成群崛起， 將促進(jìn)不同原理、 不同性能、不同結(jié)構(gòu)和用途的各類繼電 器競相 開展。在科技進(jìn)步、需求牽引以及敏感、功能材料開展的推動(dòng)下，特種繼電器，如溫度、射頻、高壓、高絕緣、低熱電勢以及非電量控制等繼電器的性能 將日臻完善。電磁繼電器(EMR)從最初使用 繼電器算起，至今已有150多年的歷史了。 伴隨著電

15、子工業(yè)的開展，特別是 20世紀(jì)70年代初期光耦合技術(shù)的突破，使固態(tài)繼電器(SSR，亦稱電子繼電器 )異軍突起。同傳統(tǒng)繼電器相比，它具有壽命長、 結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、性能可 靠等優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)繼電器沒有機(jī)械開關(guān)，而且具有諸如 與微處理器高度兼容、速度快、抗沖 擊、耐振、低漏電等重要特性。同時(shí)，由于 這種產(chǎn)品沒有機(jī)械接點(diǎn)， 不產(chǎn)生電磁噪聲， 從 而不需要附加諸如電阻和電容等元 件來保持靜音。 而傳統(tǒng)繼電器那么需要這些附加元件， 因 此，傳統(tǒng)繼電器往往笨重 而復(fù)雜，且本錢較高。今后，小型密封繼電器市場開發(fā)的重點(diǎn)是與IC兼容的TO - 5繼電器和1/2晶體罩繼電器。軍用繼電器將加速向工業(yè)/商業(yè)化轉(zhuǎn)移。美國軍

16、用繼電器約占繼電器總額的 20。通用繼電器市場繼續(xù)向小型、薄型和塑封方向開展。小型印制 板用繼電器仍將是通用繼電器 市場開展的主流產(chǎn)品， 固體繼電器將更趨廣泛， 價(jià)格將繼續(xù)下降，并向高可靠、小體積、 高抗浪涌電流沖擊和抗干擾性靠攏。舌簧 繼電器市場將繼續(xù)擴(kuò)大。 外表安裝繼電器的應(yīng)用 領(lǐng)域和需求量將呈上升之勢 一、繼電器的定義 繼電器是一種當(dāng)輸入量 (電、磁、聲、光、 熱)到達(dá)一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。二、繼電器的繼電特性繼電器的輸入信號 x 從零連續(xù)增加到達(dá)銜鐵開始吸合時(shí) 的動(dòng)作值 XX,繼電器的輸出信號立刻從 y=0跳躍到y(tǒng)=ym,即常開觸點(diǎn)從斷到通。一旦觸點(diǎn)閉合，輸入

17、量x繼續(xù)增大，輸出信號y將不再起變化。當(dāng)輸入量x從某一大于xx值下降到xf,繼電器 開始釋放，常開觸點(diǎn)斷開。我們把繼電器的這種特 性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入 - 輸出特性。釋放值 xf 與動(dòng)作值 xx 的比值叫做反應(yīng)系數(shù)，即Kf= xf /xx觸點(diǎn)上輸出的控制功率 Pc與線圈吸收的最小功率 P0之比叫做繼電器的控制 系數(shù)，即 Kc=PC/P0繼電器的分類 繼電器的分類方法較多，可以按作用原理、外形尺寸、保護(hù)特征、觸 點(diǎn)負(fù)載、產(chǎn)品用途等分類。一、按作用原理分1電磁繼電器在輸入電路內(nèi)電流的作用下， 由機(jī)械部件的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生預(yù)定響應(yīng)的一種繼電 器。它包括直流電磁繼電器、交流電磁繼電器、磁保持繼

18、電器、極化繼電器、舌簧繼電器,節(jié)能功率繼電器。(1) 直流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為直流的電磁繼電器。(2) 交流電磁繼電器：輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器。(3) 磁保持繼電器：將磁鋼引入磁回路，繼電器線圈斷電后，繼電器的銜鐵仍能保持在線圈通電時(shí)的狀態(tài)，具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。(4) 極化繼電器：狀態(tài)改變?nèi)Q于輸入鼓勵(lì)量極性的一種直流繼電器。(5) 舌簧繼電器：利用密封在管內(nèi)， 具有觸點(diǎn)簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧 的動(dòng)作來開、 閉或轉(zhuǎn)換線路的繼電器。(6) 節(jié)能功率繼電器 :輸入電路中的控制電流為交流的電磁繼電器,但它的電流 大 (一般30-100A), 體積小, 節(jié)電功能 .2

19、. 固態(tài)繼電器輸入、輸出功能由電子元件完成而無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的一種繼電器。3. 時(shí)間繼電器當(dāng)加上或除去輸入信號時(shí)， 輸出局部需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或斷開 其被控線 路的繼電器。4. 溫度繼電器 當(dāng)外界溫度到達(dá)規(guī)定值時(shí)而動(dòng)作的繼電器 .5. 風(fēng)速繼電器當(dāng)風(fēng)的速度到達(dá)一定值時(shí)，被控電路將接通或斷開。6. 加速度繼電器 當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體的加速度到達(dá)規(guī)定值時(shí)，被控電路將接通或斷開7. 其它類型的繼電器 如光繼電器、聲繼電器、熱繼電器等。二、按外形尺寸分見表 1。表 1 繼電器外形尺寸分類名稱定義微型繼電器 最長邊尺寸不大于 10mm 的繼電器超小型繼電器 最長邊尺寸大于 10mm ，但不大于 25mm 的繼電器小型繼電器 最長邊尺寸大于 25mm ，但不大于 50mm 的繼電器三、按觸點(diǎn)負(fù)載分見表 2。表 2 繼電器觸點(diǎn)負(fù)載分類名稱定義微功率繼電器 小于 0.2A 的繼電器。弱功率繼電器 0.2? 2A 的繼電器。中功率繼電器 2? 10A 的繼電器。大功率繼電器 10A 以上繼電器。節(jié)能功率繼電器 20A-100A 的繼電器四、按防護(hù)特征分見表 3。表 3 繼電器防護(hù)特征分類名稱定義密封繼電器 采用焊接或其它方法，將觸點(diǎn)和線圈等