繼電器(英文:relay)是一種電控制器件,是當(dāng)輸入量(激勵(lì)量)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí),在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。
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)之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中,繼電器實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。因此在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。
繼電器是一種利用各種物理量的變化,將電量或者非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為電磁力或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化,從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或者另一電路中的其它器件或裝置動(dòng)作的一種控制元件。
繼電器用于各種控制電路中進(jìn)行信號(hào)傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等,控制主電路和輔助電路中的器件或設(shè)備按預(yù)定的動(dòng)作程序進(jìn)行工作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)的目的。
繼電器的作用
繼電器是一種具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件,當(dāng)輸入回路中激勵(lì)量的變化達(dá)到規(guī)定值時(shí),能夠使輸出回路中的被控電量發(fā)生預(yù)定階躍變化的自動(dòng)電路控制器件。它具有能反應(yīng)外界某種激勵(lì)量(電或非電)的感應(yīng)機(jī)構(gòu)、對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu),以及能對(duì)激勵(lì)量的大小完成比較、判斷和轉(zhuǎn)換功能的中間比較機(jī)構(gòu)。繼電器廣泛應(yīng)用于通訊、遙控、遙測(cè)、自動(dòng)控制、機(jī)電一體化及和航天技術(shù)等電子設(shè)備領(lǐng)域,起到控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)和傳遞信息的作用。
繼電器一般都有能反映一定輸入變量(如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等)的感應(yīng)機(jī)構(gòu)(輸入部分);有能對(duì)被控電路實(shí)現(xiàn)“通”、“斷”控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(輸出部分);在繼電器的輸入部分和輸出部分之間,還有對(duì)輸入量進(jìn)行耦合隔離,功能處理和對(duì)輸出部分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的中間機(jī)構(gòu)(驅(qū)動(dòng)部分)。
作為控制元件,繼電器有如下幾種作用:
1、擴(kuò)大控制范圍:多觸點(diǎn)繼電器控制信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí),可以按觸點(diǎn)組的不同形式,同時(shí)換接、開斷、接通多路電路。
2、放大:靈敏型繼電器、中間繼電器等,用一個(gè)很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。
3、綜合信號(hào):當(dāng)多個(gè)控制信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器時(shí),經(jīng)過比較綜合,達(dá)到預(yù)定的控制效果。
4、自動(dòng)、遙控、監(jiān)測(cè):自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起,可以組成程序控制線路,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
繼電器的使用方法
繼電器在使用時(shí)一般都是由繼電器和繼電器底座組合而成,繼電器底座可以快速安裝在導(dǎo)軌上,并能夠吧繼電器的線圈和觸電的接點(diǎn)引出到底座的快速連接柱上,使得在使用和接線時(shí)都非常方便,如果繼電器損壞也可以直接將繼電器從底座上拔出直接更換,節(jié)省了維修時(shí)間。
繼電器在使用時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
1、線圈使用電壓:線圈使用電壓在設(shè)計(jì)上最好按額定電壓選擇,若不能,可參考溫升曲線選擇。使用任何小于額定工作電壓的線圈電壓將會(huì)影響繼電器的工作。注意線圈工作電壓是指加到線圈引出端之間的電壓,特別是用放大電路來激勵(lì)線圈務(wù)必保證線圈兩個(gè)引出端間的電壓值。反之超過最高額定工作電壓時(shí)也會(huì)影響產(chǎn)品性能,過高的工作電壓會(huì)使線圈溫升過高,特別是在高溫下,溫升過高會(huì)使絕緣材料受到損傷,也會(huì)影響到繼電器的工作安全。對(duì)磁保持繼電器,激勵(lì)(或復(fù)歸)脈寬應(yīng)不小于吸合(或復(fù)歸)時(shí)間的3倍,否則產(chǎn)品會(huì)處于中位狀態(tài)。用固態(tài)器件來激勵(lì)線圈時(shí),其器件耐壓至少在80V以上,且漏電流要足夠小,以確保繼電器的釋放。
2、瞬態(tài)抑制:繼電器線圈斷電瞬間,線圈上可產(chǎn)生高于線圈額定工作電壓值30倍以上的反峰電壓,對(duì)電子線路有極大的危害,通常采用并聯(lián)瞬態(tài)抑制(又叫削峰)二極管或電阻的方法加以抑制,使反峰電壓不超過50V,但并聯(lián)二極管會(huì)延長(zhǎng)繼電器的釋放時(shí)間3~5倍。當(dāng)釋放時(shí)間要求高時(shí),可在二極管一端串接一個(gè)合適的電阻。激勵(lì)電源:在110%額定電流下,電源調(diào)整率≤10%(或輸出阻抗《5%的線圈阻抗),直流電源的波紋電壓應(yīng)《5% 。交流波形為正弦波,波形系數(shù)應(yīng)在0.95~1.25之間,波形失真應(yīng)在±10%以內(nèi),頻率變化應(yīng)在±1Hz或規(guī)定頻率的±1%之內(nèi)(取較大值)。其輸出功率不小于線圈功耗。
3、多個(gè)繼電器的并聯(lián)和串聯(lián)供電:多個(gè)繼電器并聯(lián)供電時(shí),反峰電壓高(即電感大)的繼電器會(huì)向反峰電壓低的繼電器放電,其釋放時(shí)間會(huì)延長(zhǎng),因此最好每個(gè)繼電器分別控制后再并聯(lián)才能消除相互影響。不同線圈電阻和功耗的繼電器不要串聯(lián)供電使用,否則串聯(lián)回路中線圈電流大的繼電器不能可靠工作。只有同規(guī)格型號(hào)的繼電器可以串聯(lián)供電,但反峰電壓會(huì)提高,應(yīng)給予抑制??梢园捶謮罕却?lián)電阻來承受供電電壓高出繼電器的線圈額定電壓的那部分電壓。
4、觸點(diǎn)負(fù)載:加到觸點(diǎn)上的負(fù)載應(yīng)符合觸點(diǎn)的額定負(fù)載和性質(zhì),不按額定負(fù)載大?。ɑ蚍秶┖托再|(zhì)施加負(fù)載往往容易出現(xiàn)問題。只適合直流負(fù)載的產(chǎn)品不應(yīng)用于交流場(chǎng)合。能可靠切換10A負(fù)載的繼電器,在低電平負(fù)載(小于10mA×6A)或干電路下不一定能可靠工作。能切換單相交流電源的繼電器不一定適合切換兩個(gè)不同步的單相交流負(fù)載;只規(guī)定切換交流50Hz(或60Hz)的產(chǎn)品不應(yīng)用來切換400Hz的交流負(fù)載。
5、觸點(diǎn)并聯(lián)和串聯(lián):觸點(diǎn)并聯(lián)使用不能提高其負(fù)載電流,因?yàn)槔^電器多組觸點(diǎn)動(dòng)作的絕對(duì)不同時(shí)性,即仍然是一組觸點(diǎn)在切換提高后的負(fù)載,很容易使觸點(diǎn)損壞而不接觸或熔焊而不能斷開。觸點(diǎn)并聯(lián)對(duì)“斷”失誤可以降低失效率,但對(duì)“粘”失誤則相反。由于觸點(diǎn)失誤以“斷”失誤為主要失效模式,故并聯(lián)對(duì)提高可靠性應(yīng)予肯定,可使用于設(shè)備的關(guān)鍵部位。但使用電壓不要高于線圈最大工作電壓,也不要低于額定電壓的90%,否則會(huì)危及線圈壽命和使用可靠性。觸點(diǎn)串聯(lián)能夠提高其負(fù)載電壓,提高的倍數(shù)即為串聯(lián)觸點(diǎn)的組數(shù)。觸點(diǎn)串聯(lián)對(duì)“粘”失誤可以提高其可靠性,但對(duì)“斷”失誤則相反??傊萌哂嗉夹g(shù)來提高觸點(diǎn)工作可靠性時(shí),務(wù)必注意負(fù)載性質(zhì)、大小及失效模式。
6、切換速率:繼電器切換速率應(yīng)不高于其10倍動(dòng)作時(shí)間和釋放時(shí)間之和的倒數(shù)(次/s),否則繼電器觸點(diǎn)不能穩(wěn)定接通。磁保持應(yīng)在繼電器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的脈沖寬度下使用,否則有可能損壞線圈。