繼電器是一種根據(jù)菜種輸入信號(hào)變化而接通或斷開(kāi)控制電路,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)的自動(dòng)電器。其輸入量可以是電流、電壓等電量,也可以是溫度、時(shí)間、壓力、速度等非電量,輸出則使觸頭的動(dòng)作或電參數(shù)變化。繼電器的應(yīng)用范圍非常廣泛,種類(lèi)也較繁多,這里僅對(duì)目前電子產(chǎn)品中常用的小型電磁式繼電器、干簧式繼電器及無(wú)觸點(diǎn)固態(tài)繼電器的基本結(jié)構(gòu)及使用特點(diǎn)作簡(jiǎn)介。
一、電磁式繼電器
電磁式繼電器的典型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1所示。當(dāng)線圈通電后,鐵芯被磁化產(chǎn)生足夠的鐵電磁力,吸引銜鐵,使動(dòng)接點(diǎn)與靜接點(diǎn)“5”斷開(kāi),而與靜接點(diǎn)“4”閉合,稱(chēng)為繼電器“動(dòng)作”或“吸合”;當(dāng)線圈斷電后,電磁力消失,銜鐵返回,動(dòng)接點(diǎn)也恢復(fù)到原來(lái)位置,稱(chēng)為繼電器的“釋放”或“復(fù)位”。
繼電器符號(hào)通常用長(zhǎng)方框內(nèi)標(biāo)以字母J表示。其接點(diǎn)有三種基本形式,見(jiàn)圖2所示。繼電器的接點(diǎn)可畫(huà)在方框符號(hào)旁,也可將各接點(diǎn)分別畫(huà)到各自的控制電路中。前者畫(huà)法比較直觀,后者畫(huà)法對(duì)分析電路有利。但須注意在屬于同一個(gè)繼電器的線圈和接點(diǎn)旁邊注明機(jī)器上的文字符號(hào),并把接點(diǎn)組加以編號(hào),以免混亂。同時(shí)還需注意一點(diǎn)的是,繼電器的接點(diǎn)狀態(tài)應(yīng)按線圈不通電時(shí)的狀態(tài)畫(huà)出。
電磁繼電器的特性主要有:額定工作電壓或額定工作電流;線圈直流電阻;吸合電流或者吸合電壓;釋放電流或者釋放電壓;觸點(diǎn)負(fù)荷等。一般情況下,知道了線圈的直流電阻,根據(jù)歐姆定律,額定工作電壓和額定工作電流即可推算出來(lái)。同樣,吸合電流和吸合電壓,釋放電流和釋放電壓都可以互相推算出來(lái)。
吸合電流指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流,但這種情況下的繼電器吸合動(dòng)作不是十分可靠的。只有讓線圈通過(guò)額定工作電流或者加上額定工作電壓,繼電器的吸合動(dòng)作才是可靠的。一般吸合電壓為額定工作電壓的75%左右,因此,為了保證吸合可靠,必須給線圈加上額定工作電壓或略高于額定工作電壓。但要注意的是,工作電流或工作電壓一般不能超過(guò)額定值的1.5倍,否則容易燒毀線圈。
通過(guò)線圈的電流減少到一定大小時(shí),繼電器就從吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)到釋放狀態(tài)。釋放電流是指繼電器能夠產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流,釋放電流要比吸合電流小得多,一般為吸合值的1/10~1/2,實(shí)際選用中,也要考慮繼電器的釋放電流不能太小,否則繼電器斷電后,銜鐵仍被吸住不放,則繼電器的觸點(diǎn)就起不到自動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用了。
電磁繼電器命名由六部分組成,見(jiàn)附表,具體使用中對(duì)繼電器體積大小、安裝方式、尺寸、吸合釋放時(shí)間、使用環(huán)境、絕緣強(qiáng)度、接點(diǎn)數(shù)、接點(diǎn)形式、接點(diǎn)壽命(次數(shù)),接點(diǎn)是交流控制還是直流控制等的要求在設(shè)計(jì)時(shí)都要考慮,詳細(xì)情況可查閱繼電器手冊(cè)及使用說(shuō)明書(shū)。
電磁繼電器是各種繼電器中應(yīng)用最為普遍的一種,其最顯著特點(diǎn)是接點(diǎn)電阻很小(<1Ω),缺點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)(ms以上)、接點(diǎn)壽命較短(一般在10次以下),體積較大。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明轉(zhuǎn)自“維修吧-
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二、干簧繼電器
干簧繼電器由干簧管(干式舌簧開(kāi)關(guān)管)和永久磁鐵或激勵(lì)線圈組成,干簧管電路符號(hào)見(jiàn)圖3所示。它是把兩片既導(dǎo)磁又導(dǎo)電的簧片平行地封入充有惰性氣體的玻璃管中組成開(kāi)關(guān)元件。
工作原理:如果把一塊永久磁鐵放到干簧管附近,或者在干簧管外面繞上線圈并且通入電流,則兩簧片在磁場(chǎng)的作用下就會(huì)被磁化。由于兩簧片的接近端磁性相異、互相吸引,使簧片相接觸,被控電路就會(huì)接通:把永久磁鐵拿開(kāi),或者切斷通入線圈的電流,此時(shí)由于磁場(chǎng)消失,簧片依靠本身的彈力脫離接觸,被控電路就會(huì)斷開(kāi)。干簧管的體積大小可分為微型、小型、大型幾種,微型的只有米粒大小,大型的和一段鉛筆相仿。
干簧繼電器的激勵(lì)線圈可以套在干簧管的外面,利用線圈內(nèi)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)干簧管。也可以放在干簧管的旁邊,利用線圈的外磁場(chǎng),驅(qū)動(dòng)干簧管(線圈中心可以放入鐵芯,用來(lái)增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力),見(jiàn)圖4所示。
這種繼電器的特點(diǎn)是:(1)接點(diǎn)與大氣隔離,管內(nèi)又充有惰性氣體,因而防止外界有機(jī)蒸汽和接點(diǎn)的腐蝕,且可大大減少接點(diǎn)火花引起的接點(diǎn)氧化或碳化:(2)簧片既輕又短,固有頻率高,接點(diǎn)通斷動(dòng)作時(shí)間一般僅為1~3ms,比一般電磁式繼電器快3~10倍;(3)體積小,重量輕;(4)缺點(diǎn)是開(kāi)關(guān)容量較小,接點(diǎn)電阻較大且容易產(chǎn)生抖動(dòng)。
干簧管除了和線圈組成干簧繼電器外,還可以十分方便地與永久磁鐵配合使用,永久磁鐵可以從任意方向接近干簧管使它動(dòng)作,這里就不贅述了。
三、固態(tài)繼電器
固態(tài)繼電器(SSR)問(wèn)世于上世紀(jì)70年代初,是由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),與電磁式、干簧式繼電器相比較,具有體積小、開(kāi)關(guān)速度快、無(wú)觸點(diǎn),壽命長(zhǎng)、耐振、無(wú)噪聲,具有良好的防潮防腐等優(yōu)點(diǎn),按工作狀態(tài)分為交流和直流兩種類(lèi)型,交流SSR分為過(guò)零型和非過(guò)零型兩種,目前應(yīng)用最多的是過(guò)零型。直流SSR根據(jù)輸出分為兩端型和三端型兩種,兩端型應(yīng)用較多。
下面以交流SSR為例簡(jiǎn)要分析一下工作原理,見(jiàn)圖5所示:由光電耦合輸入、觸發(fā)電路、過(guò)零控制電路、吸收電路相用雙向可控硅為開(kāi)關(guān)器件的輸出電路等五部分組成。
過(guò)零控制電路主要由R5等構(gòu)成,它的作用是保證觸發(fā)電路在有輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)器件兩端交流電壓過(guò)零點(diǎn)附近觸發(fā)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通:而在零電流處關(guān)斷,從而把通斷瞬間的峰值和干擾都降到最低,減少對(duì)電網(wǎng)的污染。具體工作原理較為簡(jiǎn)單,讀者可自行分析。
在電路中一般常用圖6符號(hào)表示,主要參數(shù)分輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù),使用中可查閱相關(guān)資料,這里僅談兒點(diǎn)使用中須注意事宜。
(1)交流SSR的丁作頻率波形要求為正弦波:(2)對(duì)于直流型SSR,若是感性負(fù)載,應(yīng)在負(fù)載兩端并聯(lián)二極管,二極管的電流應(yīng)等于工作電流,耐壓應(yīng)為工作電壓的4倍以上;(3)對(duì)于交流型SSR,一些廠家已將RC吸收電路制作在SSR中。對(duì)于重感性負(fù)載應(yīng)再加壓敏電阻,壓敏電阻的標(biāo)稱(chēng)工作電壓值一般可按SSR額定工作電壓的1.5~2倍選??;(4)額定工作電流較大時(shí)應(yīng)將SSR安裝上散熱片;(5)使用中與SSR串聯(lián)的負(fù)載不允許短路。
