第五章继电器

1、第五章继电器 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开自动开关关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。换电路等作用。5.3.1 电磁继电器电磁继电器1、电磁继电器的工作原理和特性、电磁继电器的工作原理和特性 电磁继电器一般由电磁继电器一般由 电磁铁电磁铁,衔铁衔铁,弹弹

2、簧片簧片,触点触点 等组成的，其工作电路由等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分低压控制电路和高压工作电路两部分构成。构成。 只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开向铁芯，从而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，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位消失

3、，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的切断的目的。对于继电器的“常开、常闭常开、常闭”触点，触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为状态的静触点，称为“常开触点常开触点”；处于接通状；处于接通状态的静触点称为态的静触点称为“常闭触点常闭触点”。 2.继电器的电符号和触点形式继电器的电符号和触点形式 继电器线圈在电路中用一个长方框继电器

4、线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号或长方框旁标上继电器的文字符号“K”。继电器的触点有两种表示方法：一种是继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并

5、将圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。触点组编上号码，以示区别。 继电器的触点有三种基本形式：继电器的触点有三种基本形式： 1.动合型（动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。表示。 2.动断型（动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。表示。 3.转换型（转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触型）这是触点组型。这种触

6、点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转转”字的拼音字头字的拼音字头“z”表示表示.3.继电器主要技术参数继电器主要技术参数 1、额定工作电压、额定工作电压 是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不

7、同，是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。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。可以是交流电压，也可以是直流电压。 2、直流电阻、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。是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。 3、吸合电流、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加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的

8、1.5倍，否则会产生较倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。大的电流而把线圈烧毁。 4、释放电流、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。远小于吸合电流。 5、触点切换电压和电流、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流的

9、大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器 .5.3.2舌簧继电器舌簧继电器 舌簧继电器是利用密封在舌簧继电器是利用密封在管内，具有触电簧片和衔铁磁管内，具有触电簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开路双重作用的舌簧的动作来开闭或转换线路的继电器。闭或转换线路的继电器。 常见常见的有干簧继电器和湿簧继电器的有干簧继电器和湿簧继电器两种。它与其他电磁式继电器两种。它与其他电磁式继电器相比，具有小型、快速、灵敏、相比，具有小型、快速、灵敏、结构简单、适于自动化生产等结构简单、适于自动化生产等优点，因而在自动控制设备中优点，因而在自动控制设备中获得广泛应用。获得广泛应用。 5.3.3 双金属片温

10、度继电器双金属片温度继电器 双金属片温度继电器是由流入热元件的电流产生热量，双金属片温度继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。热继电器的作用是：低等优点在生产中得到了广泛

11、应用。热继电器的作用是：主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护不能用作短路保护，而只能用作过载保护 .

12、5.3.4 固态继电器固态继电器 固态继电器是由微电子电路，分立电子器件，电固态继电器是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。载。1.固态继电器的组成固态继电器的组成 固态继电器有三部分组成固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离输入电路，隔离(耦耦合合)和输出电路。按输入电压的不同类别，输入电和输出电路。按输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电

13、路，交流输入电路和交直流路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使

14、两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。用双极性器件或功率场效应管。 2.固态继电器固态继电器 的种类的种类 它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。 固态继电器按开关方式

15、分有电压过零导通型（简称过零型）和随固态继电器按开关方式分有电压过零导通型（简称过零型）和随机导通型（简称随机型）；机导通型（简称随机型）； 按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅按输出开关元件分有双向可控硅输出型（普通型）和单向可控硅反并联型（增强型）；反并联型（增强型）； 按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散按安装方式分有印刷线路板上用的针插式（自然冷却，不必带散热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）；热器）和固定在金属底板上的装置式（靠散热器冷却）； 另外输入端又有宽范围输入（另外输入端又有宽范围输入（DC332V）的恒流源型和串电阻）的恒

16、流源型和串电阻限流型等。限流型等。 SSR固态继电器以触发形式固态继电器以触发形式,可分为零压型可分为零压型(Z)和调相型和调相型(P)两种。两种。 4.固态继电器的缺点固态继电器的缺点 （1）导通后的管压降大，可控硅或双相控硅的正向降压可达）导通后的管压降大，可控硅或双相控硅的正向降压可达12V，大，大功率晶体管的饱和压降也在功率晶体管的饱和压降也在12V之间，一般功率场效应管的导通电阻之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。也较机械触点的接触电阻大。（2）半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现）半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。理想的电隔离。 （3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。 （4）电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力）电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。 （5）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔