繼電器的原理是什麼?(求大神解答)謝謝?

天下第一邢道榮


繼電器是電力電子、工控自動化、通信等行業常用的一種機械式開關,通過弱電可以控制強電,應用廣泛。下面和大家分享繼電器的組成部分、工作原理、使用方法以及繼電器的參數和分類等。

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繼電器的結構構成

繼電器主要由線圈、鐵芯、銜鐵、、復位彈簧、動觸點、靜觸點等構成。將銅線纏繞在鐵芯上形成了繼電器的線圈,這個線圈就是控制輸入端,輸出端是動靜觸點。根據不同的輸出形式,具有常開輸出、常閉輸出、一組常開/常閉輸出甚至多組輸出等。其結構組成如下圖所示。

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繼電器的工作原理

電磁式繼電器是根據電磁效應原理來工作的,我們都知道電場可以產生磁場,在纏繞在鐵芯上的線圈通電以後,根據電磁效應,會在鐵芯周圍產生一個磁場,根據右手定則在設計之初可以判斷出磁場的方向,該磁場會吸附其上方的銜鐵,使銜鐵動作,銜鐵上的動觸點移動從而改變了動、靜觸點原來的狀態,使常開閉合,或者使常閉斷開。從而實現了電路迴路的通斷。

右手定則的使用方法如下圖所示。

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繼電器的使用方法

繼電器的線圈是輸入端,繼電器都有一個重要的參數:線圈電壓,在線圈兩端加上合適的電壓,流過線圈的電流就能在鐵芯周圍產生足以使銜鐵動作的磁場。將輸出端接入控制迴路。當線圈得電後,線圈中有電流流過,電流在鐵芯周圍產生磁場,磁場使觸點動作,從而使迴路的通斷狀態發生改變。而線圈端的控制電壓是非常低的,如DC5V、DC12V、DC24V等,但是輸出端可以做到10A/220V,20A/220V等,由此實現了弱電控制強電的目的,並且輸入和輸出之間沒有電氣連接,也實現了強電和弱電的隔離。繼電器的使用示意圖如下圖所示。

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繼電器的重要參數和分類

繼電器具有兩個最重要的參數:1)線圈電壓;2)觸點容量。所謂線圈電壓是指,加在線圈兩端的額定電壓,如DC3.3V、DC5V、DC9V、DC12V、DC24V等。觸點容量是指,繼電器在正常工作時,觸點所能承受的最大電流和最大電壓,比如10A/220VAC、5A/24VDC等。其他參數,如釋放電壓、線圈電阻、動作時間等也是比較重要的參數。

繼電器可以通過線圈電壓、觸點形式、應用對象來分類。重點介紹按照觸點形式來分類。有的繼電器只有一個常開觸點,這種一般用1H來表示;只有一個常閉觸點用1D來表示;如果有一個常開和常閉觸點則用1Z來表示。

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機械式繼電器和固態繼電器的區別/優缺點

繼電器控制簡單、使用方便,但是卻有一個很大的缺點:在通斷大電流時會有電弧產生,電弧可以腐蝕觸點,時間久了導致觸點的接觸電阻變大,發熱嚴重,從而發生觸點黏連或者失控。固態繼電器是電子式的觸點,不會產生電弧,但是成本比機械式繼電器要高,並且過大電流時需要加散熱片。

機械式繼電器優點:控制簡單、成本較低、可以過大電流;

機械式繼電器缺點:噪聲較大、產生電弧;

固態繼電器的優點:無噪聲、無電弧;

固態繼電器的缺點:成本較高、需要較大的散熱片;

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繼電器種類較多,常見的有中間繼電器(KA)、電流繼電器(KI)、電壓繼電器(KV)、時間繼電器(KT)、熱繼電器(KH)、舌(幹)簧繼電器、速度繼電器(KS)、壓力繼電器(KP)等。它們的原理也不盡相同,下面我們分別介紹以下各種繼電器的工作原理。



我們先說說什麼叫繼電器,為了能使各位朋友明白,我們舉兩個例子。炎日夏天我們用空調時,當室內溫度達到設定數值時,空調的溫度傳感器裝置會自動發出指令使空調機停止運行,指令控制的這個裝置可稱為繼電器。又如在電動機電路中,需要這樣一種裝置能夠根據電流、電壓、時間、速度、溫度等信號的變化發出命令,可以接通或斷開電路,能對電動機和它所在的線路進行保護;也可以實現對電氣設備的自動控制。我們稱這種功能的裝置叫繼電器。所以說繼電器是一種根據特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。

中間繼電器(KA)

中間繼電器作用是增加控制電路中的信號數量或將信號進行放大。其工作原理與接觸器工作原理相似,也就是當線圈得電會使銜鐵吸合,促使其常閉觸頭先分斷;常開觸頭後閉合。另外電流繼電器和電壓繼電器與中間繼電器類似都屬於電磁式繼電器。

熱繼電器(KH)

熱繼電器主要是利用流過繼電器的電流所產生的熱效應而具有反時限動作(延時動作時間隨通過電路的電流的增加而縮短)的繼電器,這種繼電器主要是保護三相交流異步電機的過載、斷相、電流不平衡。其工作原理是:當負載增大,電流也增大,這樣會使發熱元件產生的熱量增多導致發熱元件與雙金屬片溫度升高使雙金屬片變形加大推動導板移動。在移動過程中使彈簧變形,這時產生的彈力使熱繼電器常閉觸頭斷開,常開觸頭閉合,從而對電機產生保護作用。




時間繼電器(KT)

時間繼電器是一種得到信號後其觸頭不是馬上就動作的,而是有一定延時時間才動作的繼電器。其分類也有幾種,比如電磁式、電動式、空氣阻尼式、和電子式等。我們以空氣阻尼式為例說說它的工作原理:當其線圈通電時會使動、靜鐵心吸合,通過延時後其延時常閉觸頭延時斷開,延時常開觸頭延時閉合。線圈斷電時,各觸頭均會瞬時復位。

速度繼電器(KS)

這種繼電器主要應用於三相電機反接制動電路中,它的工作原理是:當電機啟動時速度繼電器裡的永久磁鐵也一起轉動,其原理與電機原理一樣,此電流與永久磁鐵作用產生轉矩,使定子隨軸的轉動方向編擺,通過定子柄撥動觸點,使繼電器觸點接通或斷開。當速度接近零時(約100轉/分鐘),其觸點會在彈簧力作用下恢復原位。



以上就是常用的繼電器原理,歡迎大家討論、觀注、轉載!


電子及工控技術


繼電器原理是什麼?

題目說的是低壓電器的重要組成部分,主要有線圈和觸點構成,不同類型繼電器的穩定運行,需要在自身具有的特性基礎上增加其它需要的器件。

繼電器的工作原理

可以把它成自動開關,用小電流就可以對大電流設備進行控制,而且能對電路進行轉換、調節與保護。

1、例如熱繼電器,電機正常運行,熱元件產生熱量,金屬片受熱彎曲,此時不足以使觸點動作。電機處於過載狀態,熱元件產生熱量大,金屬片彎曲程度增加,此時足以使觸點動作,以此起到過載保護作用。

2、中間繼電器,其線圈得電,鐵芯磁化,銜鐵吸引並客服彈簧反作用力吸合,通過傳動機構使觸點系統動作。線圈失電,銜鐵在彈簧反作用力下釋放,使觸點系統動作復位。

題目說的繼電器,其實繼電器類型較多,其主要類型有:固態繼電器、電磁繼電器、溫度繼電器、加速繼電器。

繼電器應用特性是什麼

其主要特性是輸入與輸出,也叫繼電器特性。

繼電器輸入量從0逐漸增加到其吸合值,這個過程其輸出量為零。當達到吸合值時輸出量為1,此時輸入量繼續增加其輸出量不變。當輸入逐漸降低到至釋放值時,繼電器出現釋放現象,輸出量變回零,隨著輸入量繼續下降至零,其輸出量依舊不變。由此可知,保持繼電器正常工作,應確保輸入量不低於吸合值,不高於釋放值。

繼電器的性能指標主要有觸點電阻、吸合電壓/電流、釋放電壓/電流、觸點壓降延時、吸合/釋放時間,其中觸點電阻是繼電器工作性能的重要指標。

其作為開關器件,動靜觸頭作為執行元件是構成繼電器主要部分,擔負著接通和切斷電路來保持電流導通和斷開任務,實質上也是電磁吸力與機械反作用力相互作用下的機械運動過程。


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繼電器其實就是一個電磁控制的開關型元器

通過低壓的直流電產生磁性,吸住銜鐵,使開關觸點閉合。觸點的通斷可以控制直流電或者交流電的通和斷。

繼電器結構原理

繼電器主要由彈簧、銜鐵、電磁鐵和觸點組成。

當線圈通電時,電磁鐵會產生磁力,吸住銜鐵,使觸點B和C閉合導通。

當線圈斷電時,電磁鐵失去磁力,受彈簧力作用,銜鐵和電磁鐵分離,使觸點B和C斷開。

我們如果把B和C當作一個開關,那它就是可以控制交流電或者直流電的開關了。

繼電器驅動控制方法

繼電器可以使用NPN或者PNP三極管進行驅動。通過控制繼電器內部的電磁鐵來實際開關控制。

當驅動三極管導通時,電磁鐵吸住銜鐵;三極管截止時,電磁鐵失去磁力,銜鐵與電磁鐵分離。

繼電器種類繁多,設計的時候需要特別注意

  • 線圈一端需要並聯一個續流二極管,避免繼電器線圈斷開時產生的反向電動勢把驅動三極管擊穿。
  • 注意繼電器的工作電壓和釋放電壓。工作電壓過高會燒壞繼電器,過低電磁鐵不能產生足夠的磁力,導致銜鐵不能可靠、穩定的吸合。釋放電壓過高,會導致斷電時銜鐵不能可靠穩定的釋放
  • 注意繼電器觸點最大電流和適合的負載。工作電流超過了觸點的承受能力會使觸點失效。感性負載(電機)容易使觸點粘連,設計的時候一定要選擇合適的繼電器。感性負載的設計需要更多的餘量。

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繼電器裡的原理是什麼?

應“吾乃邢道榮是也”的邀請

答;♥繼電器是一種可控開關,但與一般開關不同,繼電器並非以機械方式控制,而是一種以電流轉換成電磁力來控制切換閉合與斷開狀態的開關。其實物圖如下圖所示。


●繼電器→它包含控制系統(輸入迴路)和被控制系統(輸出迴路),它實際上是一種以較小的動作吸合電流去控制較大的被控制電路電流的自動開關。繼電器用於自動控制電路之中時,利用一組控制信號來控制一組或多組電器觸點來實現對其他電器的電源輸入/輸出控制。

●請看下圖所示。繼電器的工作原理如下。

●繼電器中最常用的電磁繼電器由鐵芯、線圈繞組、銜鐵、觸點和簧片等構成。其中線圈繞組是以高強度漆包線在一個圓形鐵芯上纏繞幾百至幾千圈⭕。若在線圈繞組上施加一定的電壓,則線圈繞組中會流過一定的電流,此時鐵芯中將產生磁場;而這個磁場產生的強大電磁力,會將銜鐵吸合而產生簧片的位置移動,由於槓桿原理,它使得繼電器中安裝的常閉常開觸點動作。若線圈繞組被斷電,則鐵芯會馬上失去磁性,電磁吸引力也隨著消失,銜鐵此時會離開鐵芯;因為簧片或拉簧具有它的作用力或反作用力,將會使繼電器觸點復位,重新回到初始狀態。

下面本人給大家分享一個常用繼電器的吸合和斷開的圖片。

●由於繼電器種類繁多,其分類方法也多,根據功率大小,它分為微功率繼電器、弱功率繼電器、中功率及大功率繼電器。

●按照用途分為啟動繼電器、過載繼電器、步進繼電器、中間繼電器等;

●按照結構它分為電磁繼電器、固態繼電器、時間繼電器、幹簧繼電器等等。

●其中,電磁繼電器的應用非常廣泛,而根據供電電源的不同,它又分為交流繼電器和直流繼電器兩類。

●交流繼電器與直流繼電器由於工作電壓的高低,它們採用的鐵芯材料是不同的。直流繼電器的線圈中使用的鐵芯的材質是一個整體的軟鐵,這種軟鐵芯對於直流電產生的磁場有較高的導磁率,根據不同電壓等級要求,線圈繞組的匝數相對來說比交流繼電器線圈繞組的匝數少。友情提示,對於直流繼電器用於晶體管驅動的電流中,為了防止線圈繞組在斷開電壓時,產生的反向電動勢來損壞晶體管,一般都是在直流繼電器線圈兩端並聯一隻續流二極管。

●而交流繼電器線圈繞組中的鐵芯使用的為硅鋼片材料疊加而成。這是為了防止交流電容易產生磁滯損耗和交變磁場自動閉合形成環流(即渦流狀態)。

以上為個人觀點僅供提問者參考。

知足常樂於上海2019.9.10日


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