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继电器
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继电器
继电器是我们生活中常用的一种控制设备,通俗的意义上来说就是开关,在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说,由于为某一个用途设计使用的电子电路,最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互,所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。
 
中文名 外文名 类型 组成
继电器 relay 电控制器件 线圈和触点组
 
 
 
目录
1、继电器简介
2、继电器的分类
3、继电器的触点形式
4、继电器的主要参数
5、继电器的作用
6、继电器的工作原理
7、继电器在使用中的基本注意事项
8、继电器抗干扰的措施
9、继电器的故障检测
 
 
继电器简介
当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时,使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。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。
 
继电器的分类:
2.1.按继电器的工作原理或结构特征分类
2.1.1电磁继电器:利用输入电路内点路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器。
2.1.2固体继电器:指电子元件履行其功能而无机械运动构件的,输入和输出隔离的一种继电器。
2.1.3温度继电器:当外界温度达到给定值时而动作的继电器。
2.1.4舌簧继电器:利用密封在管内,具有触电簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧动作来开,闭或转换线路的继电器
2.1.5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时间才闭合或断开其被控线路继电器。
2.1.6高频继电器:用于切换高频,射频线路而具有最小损耗的继电器。
2.1.7极化继电器:有极化磁场与控制电流通过控制线圈所产生的磁场综合作用而动作的继电器。继电器的动作方向取决于控制线圈中流过的的电流方向。
2.1.8其他类型的继电器:如光继电器,声继电器,热继电器,仪表式继电器,霍尔效应继电器,差动继电器等。   
2.2.按继电器的外形尺寸分类
2.2.1微型继电器
2.2.2超小型微型继电器
2.2.3小型微型继电器
注:对于密封或封闭式继电器,外形尺寸为继电器本体三个相互垂直方向的最大尺寸,不包括安装件,引出端,压筋,压边,翻边和密封焊点的尺寸。
2.3.按继电器的负载分类
2.3.1微功率继电器
2.3.2弱功率继电器
2.3.3中功率继电器
2.3.4大功率继电器   
2.4.按继电器的防护特征分类
2.4.1密封继电器
2.4.2封闭式继电器
2.4.3敞开式继电器   
2.5.按继电器按照动作原理可分类
2.5.1电磁型
2.5.2.感应型
2.5.3整流型
2.5.4电子型
2.5.5数字型等   
2.6.按照反应的物理量可分类
2.6.1电流继电器
2.6.2电压继电器
2.6.3功率方向继电器
2.6.4阻抗继电器
2.6.5频率继电器
2.6.6气体(瓦斯)继电器
2.7.按照继电器在保护回路中所起的作用可分类
2.7.1启动继电器
2.7.2量度继电器
2.7.3时间继电器
2.7.4中间继电器
2.7.5信号继电器
2.7.6出口继电器
 
继电器的触点形式
3.1.动合型(常开)(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。
3.2.动断型(常闭)(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。
3.3.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。
 
 
继电器的主要参数
4.1.额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压,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。
4.2.直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。
4.3.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,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般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。
4.4.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。
4.5.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。
 
继电器的作用
继电器是具有隔离功能的自动开关元件,广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中,是最重要的控制元件之一。
继电器一般都有能反映一定输入变量(如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等)的感应机构(输入部分);有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构(输出部分);在继电器的输入部分和输出部分之间,还有对输入量进行耦合隔离,功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构(驱动部分)。
作为控制元件,概括起来,继电器有如下几种作用:
5.1.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。
5.2. 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。
5.3.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。
5.4.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。
 
继电器的工作原理
当继电器线圈通电后,线圈中的铁芯产生强大的电磁力,吸动衔铁带动簧片,使触点1、2断开,1、3接通。当线圈断电后,弹簧使簧片复位,使触点1、2接通,1、3断开。我们只要把需要控制的电路接在触点1、2间(1、2称为常闭触点)或触点1、3间(称为常开触点),就可以利用继电器达到某种控制的目的。
4098型继电器线圈的工作电压有3伏、6伏、9伏、12伏等多种规格。吸合时线圈中通过的电流约为50毫安左右,触点间允许通过的电流可达1安培(250伏)。
 
继电器在使用中的基本注意事项:
7.1. 继电器的使用应尽量符合产品说明书所列的各个参数范围。
7.2.额定负载和寿命是一个参考值,会根据不同的环境因素、负载性质与种类而有较大不同,因此最好在实际或模拟实际的使用中进行确认。
7.3.直流继电器尽量使用矩形波控制,交流继电器尽量使用正弦波控制。
7.4. 为了保持继电器的性能,请注意不要使继电器掉落或受到强冲击。掉落后的继电器建议不再使用。
7.5. 继电器尽量使用于常温常湿,灰尘和有害气体少的环境中。有害气体包括含硫类、硅类和氧化氮类等等的气体。
7.6.对于磁保持继电器,在使用前应先根据需要将置于动作或复归位置。
7.7.对于极化继电器,请注意其线圈电压的极性(+、-)。
 
继电器抗干扰的措施:
8.1.电源输入端增加EMI滤波器
EMI滤波器是一种低通滤波器,由无源元件构成的多端口网络。它不仅能衰减由传导传播干扰方式引起的干扰,同时也对辐射干扰方式的干扰有显著的抑制作用。这样的滤波器对于低频(20—100kHz)特别有效。再通过选用合适的铁氧体材料铁芯,它的抑制频率范围可增大到400MHz。
8.2.数字电路抗干扰一般措施
8.2.1时钟频率应在工作允许的条件下选用最低的;
8.2.2必须对电源线,控制线去耦以防止外部干扰进入;
8.2.3每个集成电路的电源与地之间要加去耦电容。要求电容的高频性能好;
8.2.4在速度不快的信号线上加去耦电容。
8.3.合理设计印刷电路板
8.3.1印刷板上的电源与地线要呈“井”字形布线,以均衡电流,降低线路电阻;
8.3.2布线时高、低压线分开,交、直流分开;
8.3.3输入、输出线不要紧靠时钟发生器、电源线等电磁热线,不要紧靠复位线、控制线等脆弱信号线;
8.3.4相邻板间交叉布线;
8.3.5尽量减少电源线走线的有效包围面积,这样可以减少电磁耦合;
8.3.6相邻层布线应互相垂直;
8.3.7走线不要有分支,以防导致反射和产生谐波;⑧正确接入旁路电容。数字电路在工作时,电流突变较大,会产生很强噪声信号;
8.3.8接地点集中。
8.4.合理配线
8.4.1输入电源线与地线应尽量短;
8.4.2板与板间的连线或接插件连线应尽量短。且线与线间分开;
8.4.3配线时,电源线与触点引出线应分开;
8.4.4正、负电源线应互相绞合,以降低共模干扰。
8.5.采用新工艺
8.5.采用贴装技术采用表面贴装装封技术,可以显著减少由于器件的引线较长而产生的杂散寄生电容、电感,简化了屏蔽的设计,所以在很大程度上减少了电磁干扰和射频干扰。
8.5.采用多层线路板从2层印制电路板改为4层印制电路板,可大大改善发射和抗扰度性能。
 
 
继电器的故障检测
9.1.可用万用表欧姆档R×100档测量继电器线圈的电阻。4098(6V)继电器线圈的电阻约为100欧姆左右。如电阻无限大,说明线圈已断路,若电阻为零,则说明线圈短路,均不可使用。
9.2.将线圈引脚4、5两端加上直流电压。逐渐升高电压,当听到“塔”的一声,衔铁吸合时电压值为继电器吸合电压。此电压值应小于工作电压值。继电器吸合后,再逐渐降低电压,再听到“咯”的一声释放衔铁时,衔铁复位;一般释放电压应为吸合电压的1/3左右,否则继电器工作将不可靠。