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继电器工原理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,故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用当输入量(如电压、电流)达到规定值时,使被控制的输出电路导通或者断开的电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中电磁式继电器普通由铁芯、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“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”
二、继电器主要产品技术参数
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(线圈阻抗)是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量
3、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,这样继电器才干稳定地工作而对于线圈所加的工作电压,普通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
4、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
5、触点切换电压和电流(触点容量)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
三、继电器测试
1、测触点电阻用万能表的电阻档,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那个是常闭触点,那个是常开触点
2、测线圈电阻可用万能表Rx10Q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
3、测量吸合电压和吸合电流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
4、测量释放电压和释放电流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普通情况下,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
四、继电器的电符号和触点形式
1、电路符号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者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
2、触点形式继电器的触点有三种基本形式.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(如上图a与b).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(如上图a与c).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,动触点就挪移,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(如上图a、b、c组合形式)
五、继电器的选用.先了解必要的条件
①控制电路的电源电压,能提供的最大电流;
②被控制电路中的电压和电流;
③被控电路需要几组、什么形式的触点选用继电器时,普通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.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脚位及尺寸是否合适因每一个客户应用的范围不同,对继电器的脚位及外形尺寸都有要求.注意器具的容积若是用于普通用电器,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电磁继电器普通由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的只要在线圈两端加之一定的电压,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”继电器普通有两股电路,为低压控制电路和高压工作电路常见类型
1、过电流继电器过电流继电器,简称CO是从电流超过其设定值而动作的继电器,可做系统线路及过载的保护用,最常用的是感应型过电流继电器,是利用电磁铁与铝或者铜制的旋转盘相对,依靠电磁感应原理使旋转圆盘转动,以达到保护作用动作原理感应型过电流继电器是利用电流互感器二次侧电流,在继电器内产生磁场,以促使圆盘转动,但流过的电流必须大于电流标置板的电流值才干转动
2、过电压继电器过电压继电器,简称0V它的主要用途在于当系统的异常电压上升至120%额定值以上时,过电压继电器动作而使断路器跳脱保护电力设备免遭损坏,感应式过电压继电器的构造及动作原理和过电流继电器相似,惟独主线圈不同
3、欠电压继电器欠电压继电器,简称UV其构造与过电压继电器相同,所不同的是内部触头及当外加电压时转盘会即将转动
4、接地过电压继电器接地过电压继电器,简称OVG或者称接地报警继电器简称GR其构造与过电压继电器相同,使用与三相三线非接地系统,接于开口三角形接地的接地互感器上,用以检知零相电压
5、接地过电流继电器接地过电流继电器,简称GCR是一种高压路线接地保护继电器主要用途1)高电阻接地系统的接地过电流保护;2)发机电定子绕组的接地保护;3)分相发机电的层间短路保护;4)接地变压器的过热保护选择性接地继电器选择性接地继电器,简称SG又称方向性接地继电器,简称DG使用于非接地系统作配电路线保护作用,架空线及电缆系统也能使用选择性接地继电器由接地电压互感器检出零相序电流如遇路线接地时,选择性接地继电器能确实地表示故障路线而发生警报,并按照其需要选择故障路线将其断开,而继续向正常路线送电缺相继电器缺相继电器,简称OPR或者缺相保护继电器,简称PHR在三相路线中,当电源端有一线断路而造成单相时;若未有立即将路线切断,将使电动机单相运转而烧毁
8、比率差动继电器比率差动继电器,简称RDR被应用做变压器交流电动机,交流发机电的差动保护,以往使用过的过电流保护继电器,是外部故障所产生的异常电流流过保护设备时,若变压器,
一、二次侧电流发生不平衡或者对电流互感器特性发生不一致在这些情况下,此现象会扩延数倍,而使继电器误动作编辑本段选用条件
1、先了解必要的条件1)控制电路的电源电压,能提供的最大电流;2)被控制电路中的电压和电流;3)被控电路需要几组、什么形式的触点选用继电器时,普通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
2、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
3、注意器具的容积若是用于普通用电器,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编辑本段型号标志普通国产继电器的型号命名由四部份组成第一部份+第二部份+第三部份+第四部份继电器型号第一部份用字母表示继电器的主称类型JR——小功率继电器JZ——中功率继电器JQ——大功率继电器JC——磁电式继电器JU——热继电器或者温度继电度JT——特种继电器JM——脉冲继电器JS——时间继电器JAG——干簧式继电器继电器型号第二部份用字母表示继电器的形状特征W——微型X小型c——超小型继电器型号第三部份用数字表示产品序号用数字表示产品序号继电器型号第四部份用字母表示防护特征F——封闭式M密封式例如JRX-13F(封闭式小功率小型继电器)JR——小功率继电器X小型13——序号编辑本段选择方式
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(普通指40C下的最大相对湿度)、低气压(使用高度1000米以下可不考虑)、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由于材料和结构不同,继电器承受的环境力学条件各异,超过产品标准规定的环境力学条件下使用,有可能损坏继电器,可按整机的环境力学条件或者高一级的条件选用对电磁干扰或者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者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殊说明电压、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、输入参量的选定与用户密切相关的输入量是线圈工作电压(或者电流),而吸合电压(或者电流)则是继电器创造厂控制继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数对用户来讲,它只是一个工作下极限参数值控制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,是不可靠的、不安全的,环境温度升高或者处于振动、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,特殊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,普通工作值为吸合值的L5倍,工作值的误差普通为±10虬
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,整机路线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,普通说,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普通继电器不具备低电平切换能力,用于切换50mV、5011A以下负荷的继电器定货,用户需注明,必要时应请继电器生产厂协助选型继电器的触点额定负载与寿命是指在额定电压、电流下,负载为阻性的动作次数,当超出额定电压时,可参照触点负载曲线选用当负载性质改变时,其触点负载能力将发生变用⑷编辑本段常见问题固体继电器常见问题
1、继电器不断开1)负载电流大于SSR的额定切换电流,这样会使继电器永久短路,此时应使用额定电流较大的SSRo2)在继电器所处的环境温度下,对于所承受的电流来说如散热不良,会损坏输出半导体器件,此时应使用较大的或者更有效的散热片3)线电压瞬变引起SSR输出部份穿通,此时应使用额定电压较高的SSR或者提供额外的瞬态保护电路4)使用的线电压高了SSR的额定电压
2、切断输入后SSR才断开在SSR应该断开的时候,测量输入电压,如果测得的电压低于必须释放电压,表明断电器的释放电压太低,应更换继电器如果测得的电压高于SSR的必须释放电压,则是SSR输入端前面的路线有问题,必须改正
3、继电器不导通1)在继电器应该导通时,测量输入电压,如果该电压低于必须动作电压,表明SSR输入端前面的路线有问题;如果输入电压高于必须动作电压,查对电源极性并在必要时加以更正2)测量SSR的输入电流,如无电流,则系SSR开路,该继电器有故障;如果有电流,但低于继电器的动作值,是SSR前面的路线有问题,必须改正3)检查SSR的输入部份,测量SSR输出两端的电压,如果电压低于IV表明继电器以外的路线或者负载开路并应进行修理;如果存在线电压,则可能是负载短路使电流过大引起继电器失效
4、继电器工作不规则1)检查所有接线是否正确、连接不牢或者不正确产生的故障2)检查输入和输出的引线是否在一起3)对于非常灵敏的SSR噪声也能耦合到输入端而引起不规则导通
5、交流电动机或者螺线管负载造成颤动由于交变的dv/dt问题,SSR可以有半周波动,此时,采用缓冲器是有匡助的编辑本段使用说明额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压,1I109»・・・4一“II*电路图(13张)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,也可以是直流电压直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万用表测量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,这样继电器才干稳定地工作而对于线圈所加的工作电压,普通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。