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一、继电器(relay)的工作原理和特性    当输入量(如

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一、继电器(relay)的作业原理和特性
   当输入量(如电压、电流、温度等)到达规则值时,使被操控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、作业安稳、运用寿数长、体积小等长处。广泛运用于电力维护、主动化、运动、遥控、丈量和通讯等设备中。
   继电器是一种电子操控器材,它具有操控体系(又称输入回路)和被操控体系(又称输出回路),一般运用于主动操控电路中,它实践上是用较小的电流去操控较大电流的一种“主动开关”。故在电路中起着主动调理、安全维护、转化电路等作用。
   1、电磁继电器的作业原理和特性
   电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只需在线圈两头加上必定的电压,线圈中就会流过必定的电流,然后发作电磁效应,衔铁就会在电磁力招引的作用下战胜回来绷簧的拉力吸向铁芯,然后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,衔铁就会在绷簧的反作用力回来本来的方位,使动触点与本来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、开释,然后到达了在电路中的导通、堵截的意图。关于继电器的“常开、常闭”触点,能够这样来差异:继电器线圈未通电时处于断开状况的静触点,称为“常开触点”;处于接通状况的静触点称为“常闭触点”。
   2、热敏干簧继电器的作业原理和特性
   热敏干簧继电器是一种运用热敏磁性资料检测和操控温度的新式热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热设备片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不必线圈励磁,而由恒磁环发作的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管供应磁力是由感温磁环的温控特性决议的。
   3、固态继电器(SSR)的作业原理和特性
   固态继电器是一种两个接线端为输入端,另两个接线端为输出端的四端器材,中心选用阻隔器材完结输入输出的电阻隔。
   固态继电器按负载电源类型可分为沟通型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按阻隔型式可分为混合型、变压器阻隔型和光电阻隔型,以光电阻隔型为最多。
   二、继电器首要产品技能参数
   1、额外作业电压
   是指继电器正常作业时线圈所需求的电压。依据继电器的类型不同,能够是沟通电压,也能够是直流电压。
   2、直流电阻
   是指继电器中线圈的直流电阻,能够通过万能表丈量。
   3、吸合电流
   是指继电器能够发作吸合动作的最小电流。在正常运用时,给定的电流有必要略大于吸合电流,这样继电器才干安稳地作业。而关于线圈所加的作业电压,一般不要超越额外作业电压的1.5倍,不然会发作较大的电流而把线圈焚毁。
   4、开释电流
   是指继电器发作开释动作的最大电流。当继电器吸合状况的电流减小到必定程度时,继电器就会康复到未通电的开释状况。这时的电流远远小于吸合电流。
   5、触点切换电压和电流
   是指继电器答应加载的电压和电流。它决议了继电器能操控电压和电流的巨细,运用时不能超越此值,不然很简略损坏继电器的触点。
   三、继电器测验
   1、测触点电阻
   用万能表的电阻档,丈量常闭触点与动点电阻,其阻值应为0,(用愈加精确办法可测得触点阻值在100毫欧以内);而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此能够差异出那个是常闭触点,那个是常开触点。
   2、测线圈电阻
   可用万能表R×10Ω档丈量继电器线圈的阻值,然后判别该线圈是否存在着开路现象。
   3、丈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。渐渐调高电源电压,听到继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求精确,能够试多几回而求均匀值。
   4、丈量开释电压和开释电流
   也是像上述那样衔接测验,当继电器发作吸合后,再逐步下降供电电压,当听到继电器再次发作开释声响时,记下此刻的电压和电流,亦可测验多几回而获得均匀的开释电压和开释电流。一般状况下,继电器的开释电压约在吸合电压的10~50%,假如开释电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常运用了,这样会对电路的安稳性构成要挟,作业不牢靠。
   四、继电器的电符号和触点办法
   继电器线圈在电路顶用一个长方框符号表明,假如继电器有两个线圈,就画两个并排的长方框。一同在长方框内或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明办法:一种是把它们直接画在长方框一侧,这种表明法较为直观。另一种是依照电路衔接的需求,把各个触点别离画到各自的操控电路中,一般在同一继电器的触点与线圈旁别离标示上相同的文字符号,并将触点组编上号码,以示差异。继电器的触点有三种基本办法:
   1.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”表明。
   2.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”表明。
   3.转化型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即中心是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其间一个静触点断开和另一个闭合,线圈通电后,动触点就移动,使本来断开的成闭合,本来闭合的成断开状况,到达转化的意图。这样的触点组称为转化触点。用“转”字的拼音字头“z”表明。
   五、继电器的选用
   1.先了解必要的条件
   ①操控电路的电源电压,能供应的最大电流;
   ②被操控电路中的电压和电流;
   ③被控电路需求几组、什么办法的触点。选用继电器时,一般操控电路的电源电压可作为选用的依据。操控电路应能给继电器供应满意的作业电流,不然继电器吸合是不安稳的。
   2.查阅有关资料确认运用条件后,可查找相关资料,找出需求的继电器的类型和规范号。若手头已有继电器,可依据资料核对是否能够运用。最终考虑尺度是否适宜。
   3.留意用具的容积。若是用于一般用电器,除考虑机箱容积外,小型继电器首要考虑电路板设备布局。关于小型电器,如玩具、遥控设备则应选用超小型继电器产品。
[修改本段]继电器技能的开展
   微电子技能、电子核算机技能、现代通讯技能、光电子技能以及空间技能的飞速开展,对继电器技能提出了新的要求,新工艺、新技能的开展无疑对继电器技能的开展起到促进作用。
   微电子技能和超大规模IC的飞速开展对继电器也提出了新的要求。第一是小型化和片状化。如IC封装的军用TO-5(8.5×8.5×7.0mm)继电器,它具有很高的抗振性,可使设备愈加牢靠;第二是组合化和多功用化,能与IC兼容、可内置扩展器,要求活络度进步到微瓦级;第三是全固体化。固体继电器活络度高,可防电磁搅扰和射频搅扰。
   核算机技能的遍及使得微机用继电器的需求量明显添加,带微处理器的继电器将迅速开展。80年代初,美国出产的数字式时刻继电器就可用指令对继电器进行操控,继电器与微处理器的组合开展,可构成一个细巧完善的操控体系。由核算机操控的工业机器人现在以每年3.5%的速度添加,现在,核算机操控的出产体系已能在一条出产线上出产多种低本钱的继电器,并可主动完结多种操作及测验作业。
   通讯技能的开展对继电器的开展具有深远的含义。一方面是因为通讯技能的迅速开展使整个继电器的运用添加。另一方面,因为光纤将是未来信息社会传输的主动脉,在光纤通讯、光传感、光核算机、光信息处理技能的推进下将呈现光纤继电器、舌簧管光纤开关等新式继电器。
   光电子技能关于继电器技能将发作巨大的促进作用,为完结光核算机的牢靠运转,现在已试制出双稳态继电器。
   为了进步航空、航天继电器的牢靠性,希望继电器失功率应由现在的0.1PPM降至0.01PPM;载人空间站则要求到达0.001PPM。耐温要到达200℃以上,耐振要求高于490m/s,一同应能接受2.32×10(4)C/Kg的α射线辐射。为满意空间要求,有必要加强牢靠性研讨,并树立专门的高牢靠出产线。
   新式特别结构资料、新分子资料、高功用复合资料、光电子资料,还有吸氧磁性资料、感温磁性资料、非晶体软磁资料的开展对研发新式磁坚持继电器、温度继电器、电磁继电器都具有重要的含义,并必将呈现新原理、新效应的继电器。
   跟着微型和片式化技能的进步。继电器将向二维、三维尺度只要几毫米的微型和外表贴装化方向开展;现在国际上有些厂家出产的继电器,体积只要5~10年前的1/4~1/8。因为电子整机在减小体积时,需求高度不超越其它电子元件的更小的继电器。通讯设备厂家对密布型继电器的需求愈加热切,日本Fujitsu Takamisawa 公司出产的一种BA系列超密布信号继电器的巨细只要14.9(W)×7.4(D)×9.7(H)mm,首要用于传真机和调制解调器,能接受3kV的动摇电压。该公司推出的AS系列外表设备继电器的体积仅为14(W)×9(D)×6.5(H)mm。
   在功率继电器范畴特别需求安全牢靠的继电器,如高绝缘性继电器。日本Fujitsu TaKamisawa推出的JV系列功率继电器内含五个扩展器,选用高绝缘性小截面规划,尺度为17.5(W)×10(D)×12.5(H)mm。因为机芯和外缘之间选用强化绝缘体系,其绝缘功用到达5kV。日本NEC 推出的MR82系列功率继电器的功耗只要200mW。
   在继电器内部装入各种扩展、延时、消触点颤动、灭弧、遥控、组合逻辑等电路可使其具有更多的功用。跟着SOP技能(Small Outline Package)的打破,出产厂家有或许把越来越多的功用集成到一同。而继电器与微处理器的组合将具有更广泛的专门操控功用,然后完结高智能化。
   新技能的成群兴起,将促进不同原理、不同功用、不同结构和用处的各类继电器竞相开展。在科技进步、需求牵引以及活络、功用资料开展的推进下,特种继电器,如温度、射频、高压、高绝缘、低热电势以及非电量操控等继电器的功用将日臻完善。
   电磁继电器(EMR)从开端运用电话继电器算起,至今已有150多年的前史了。伴跟着电子工业的开展,特别是20世纪70年代初期光耦合技能的打破,使固态继电器(SSR,亦称电子继电器)异军突起。同传统继电器比较,它具有寿数长、结构简略、重量轻、功用牢靠等长处。固态继电器没有机械开关,并且具有比如与微处理器高度兼容、速度快、抗冲击、耐振、低漏电等重要特性。一同,因为这种产品没有机械接点,不发作电磁噪声,然后不需求附加比如电阻和电容等元件来坚持静音。而传统继电器则需求这些附加元件,因而,传统继电器往往粗笨而杂乱,且本钱较高。
   往后,小型密封继电器商场开发的重点是与IC兼容的TO-5继电器和1/2晶体罩继电器。军用继电器将加快向工业/商业化搬运。美国军用继电器约占继电器总额的20%。通用继电器商场持续向小型、薄型和塑封方向开展。小型印制板用继电器仍将是通用继电器商场开展的主流产品,固体继电器将更趋广泛,价格将持续下降,并向高牢靠、小体积、高抗浪涌电流冲击和抗搅扰性挨近。舌簧继电器商场将持续扩展。外表设备继电器的运用范畴和需求量将呈上升之势
   一、继电器的界说
   继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)到达必定值时,输出量将发作跳动式改动的主动操控器材。
   二、继电器的继电特性继电器的输入信号x从零接连添加到达衔铁开端吸合时的动作值xx,继电器的输出信号马上从y=0跳动到y=ym,即常开触点从断到通。一旦触点闭合,输入量x持续增大,输出信号y将不复兴改动。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开端开释,常开触点断开。咱们把继电器的这种特性叫做继电特性,也叫继电器的输入-输出特性。
   开释值xf与动作值xx的比值叫做反应系数,即
   Kf= xf /xx
   触点上输出的操控功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的操控系数,即Kc=PC/P0
   ■继电器的分类■
   继电器的分类办法较多,能够按作用原理、外形尺度、维护特征、触点负载、产品用处等分类。
   一、按作用原理分
   1.电磁继电器
   在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动发作预订呼应的一种继电器。
   它包含直流电磁继电器、沟通电磁继电器、磁坚持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。
   (1)直流电磁继电器:输入电路中的操控电流为直流的电磁继电器。
   (2)沟通电磁继电器:输入电路中的操控电流为沟通的电磁继电器。
   (3)磁坚持继电器:将磁钢引进磁回路,继电器线圈断电后,继电器的衔铁仍能坚持在线圈通电时的状况,具有两个安稳状况。
   (4)极化继电器:状况改动取决于输入鼓励量极性的一种直流继电器。
   (5)舌簧继电器:运用密封在管内,具有触点簧片和衔铁磁路两层作用的舌簧的动作来开、闭或转化线路的继电器。
   (6)节能功率继电器:输入电路中的操控电流为沟通的电磁继电器,但它的电流大(一般30-100A),体积小, 节电功用.
   2.固态继电器
   输入、输出功用由电子元件完结而无机械运动部件的一种继电器。
   3.时刻继电器
   当加上或除掉输入信号时,输出部分需延时或限时到规则的时刻才闭合或断开其被控线路的继电器。
   4.温度继电器
   当外界温度到达规则值时而动作的继电器.
   5.风速继电器
   当风的速度到达必定值时,被控电路将接通或断开。
   6.加快度继电器
   当运动物体的加快度到达规则值时,被控电路将接通或断开。
   7.其它类型的继电器
   如光继电器、声继电器、热继电器等。
   二、按外形尺度分
   表1 继电器外形尺度分类
   名 称 定 义
   微型继电器 最长边尺度不大于10mm的继电器
   超小型继电器 最长边尺度大于10mm,但不大于25mm的继电器
   小型继电器 最长边尺度大于25mm,但不大于50mm的继电器
   三、按触点负载分
   表2 继电器触点负载分类
   名 称 定 义
   微功率继电器 小于0.2A的继电器。
   弱功率继电器 0.2~2A的继电器。
   中功率继电器 2~10A的继电器。
   大功率继电器 10A以上继电器。
   节能功率继电器 20A-100A的继电器
   四、按防护特征分
   表3 继电器防护特征分类
   名 称 定 义
   密封继电器 选用焊接或其它办法,将触点和线圈等密封在金属罩内,其走漏率较低的继电器
   塑封继电器 选用封胶的办法,将触点和线圈等密封在塑料罩内,其走漏率较高的继电器
   防尘罩继电器 用罩壳将触点和线圈等关闭加以防护的继电器
   打开继电器 不必防护罩来维护触点和线圈等的继电器
   五、按用处分
   表4 继电器用处分类
   名 称 定 义
   通讯继电器 (包含高频继电器) 该类继电器触点负载规模从低电平到中等电流,环境运用条件要求不高。
   机床继电器 机床中运用的继电器,触点负载功率大,寿数长。
   家电用继电器 家用电器中运用的继电器,要求安全功用好。
   轿车继电器 轿车中运用的继电器,该类继电器切换负载功率大,抗冲、抗振性高。
   继电器的作用
   继电器是具有阻隔功用的主动开关元件,广泛运用于遥控、遥测、通讯、主动操控、机电一体化及电力电子设备中,是最重要的操控元件之一。
   ....继电器一般都有能反映必定输入变量(如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等)的感应组织(输入部分);有能对被控电路完结“通”、“断”操控的执行组织(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阻隔,功用处理和对输出部分进行驱动的中心组织(驱动部分)。
作为操控元件,归纳起来,继电器有如下几种作用:
1) 扩展操控规模。例如,多触点继电器操控信号到达某必定值时,能够按触点组的不同办法,一同换接、开断、接通多路电路。
2) 扩展。例如,活络型继电器、中心继电器等,用一个很细小的操控量,能够操控很大功率的电路。
3) 归纳信号。例如,当多个操控信号按规则的办法输入多绕组继电器时,通过比较归纳,到达预订的操控作用。
4) 主动、遥控、监测。例如,主动设备上的继电器与其他电器一同,能够组成程序操控线路,然后完结主动化运转。
   工厂专业出产各式时刻继电器 电磁继电器 电子继电器 大功率继电器 液位继电器 固态继电器 大功率继电器 小型继电器 计时器 计数器 继电器等。
   继电器本质是一种传递信号的电器,它依据输入的信号到达不同的操控意图。
   继电器一般是用来接通和断开操控电器(电动机)
   如在直流电动机里的电流继电器,当电流过小或过大时,它检测到这种电流信号后便操控电动机的启停
   还有如热继电器,如电动机长时刻过载而使温度过高时,它便操控电动机中止

继电器的挑选
1 按运用环境选型
运用环境条件首要指温度(最大与最小)、湿度(一般指40摄氏度下的最大相对湿度)、低气压(运用高度1000米以下可不考虑)、振荡和冲击。此外,尚有封装办法、设备办法、外形尺度及绝缘性等要求。因为资料和结构不同,继电器接受的环境力学条件各异,超越产品规范规则的环境力学条件下运用,有或许损坏继电器,可按整机的环境力学条件或高一级的条件选用。
对电磁搅扰或射频搅扰比较活络的设备周围,最好不要选用沟通电鼓励的继电器。选用直流继电器要选用带线圈瞬态按捺电路的产品。那些用固态器材或电路供应鼓励及对尖峰信号比较活络地当地,也要挑选有瞬态按捺电路的产品。
2 按输入信号不同确认继电器品种
按输入信号是电、温度、时刻、光信号确认选用电磁、温度、时刻、光电继电器,这是没有问题的。这儿特别阐明电压、电流继电器的选用。若整机供应继电器线圈是稳定的电流应选用电流继电器,是稳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作业电压(或电流),而吸合电压(或电流)则是继电器制造厂操控继电器活络度并对其进行判别、查核的参数。对用户来讲,它仅仅一个作业下极限参数值。操控安全系数是作业电压(电流)/吸合电压(电流),假如在吸合值下运用继电器,是不牢靠的、不安全的,环境温度升高或处于振荡、冲击条件下,将使继电器作业不牢靠。整机规划时,不能以空载电压作为继电器作业电压依据,而应将线圈接入作为负载来核算实践电压,特别是电源内阻大时更是如此。当用三极管作为开关元件操控线圈通断时,三极管有必要处于开关状况,对6VDC以下作业电压的继电器来讲,还应扣除三极管饱满压降。当然,并非作业值加得愈高愈好,超越额外作业值太高会添加衔铁的冲击磨损,添加触点回跳次数,缩短电气寿数,一般,作业值为吸合值的1.5倍,作业值的差错一般为±10%。
4 依据负载状况挑选继电器触点的品种和容量
国内外长时刻实践证明,约70%的毛病发作在触点上,这足见正确挑选和运用继电器触点非常重要。
触点组合办法和触点组数应依据被控回路实践状况确认。常用的触点组合办法见表6。动合触点组和转化触点组中的动合触点对,因为接通时触点回跳次数少和触点烧蚀后补偿量大,其负载才能和触摸牢靠性较动断触点组和转化触点组中的动断触点对要高,整机线路可通过对触点方位恰当调整,尽量多用动合触点。
依据负载容量巨细和负载性质(阻性、理性、容性、灯载及马达负载)确认参数十分重要。以为触点切换负荷小必定比切换负荷大牢靠是不正确的,一般说,继电器切换负荷在额外电压下,电流大于100mA、小于额外电流的75%最好。电流小于100mA会使触点积碳添加,牢靠性下降,故100mA称作实验电流,是国内外专业规范对继电器出产厂工艺条件和水平的查核内容。因为一般继电器不具有低电平切换才能,用于切换50mV、50μA以下负荷的继电器订购,用户需注明,必要时应请继电器出产厂帮忙选型。
继电器的触点额外负载与寿数是指在额外电压、电流下,负载为阻性的动作次数,当超出额外电压时,可参照触点负载曲线选用。当负载性质改动时,其触点负载才能将发作变用,用户可参照表8改换触点负载电流。

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