继电器的构造和原理

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1、什么是继电器什么是继电器？ 继电器， 英语写作 RELAY。请您回忆一下童年时的运动会。 A 虽然个头小， 但是依然紧握接力棒， 并把接力棒移交给大人 B。这就是接力。 我们用稍微专业一点的方法来想一下。 例如， 我们用遥控器打开电视机。 继电器的构造和原理继电器的构造和原理 继电器是由接收信号转换成机械式动作的电磁铁和开关电气的开关构成。 动作原理动作原理 我们想象一下用开关 S1 和继电器来打开灯的情形吧！ 1)按下 S1(ON) 2)电流 i 流进操作线圈， 把铁芯磁化。 3)由于电磁力的作用， 铁片被铁芯吸引。 4)铁片被吸引到铁芯之后， 可动接点和固定接点接触， 灯光亮起。 5)如果

2、返回 S1(OFF)， 操作线圈的电流消失， 吸附铁片的力消除， 由于复位弹簧的作用， 恢复到原来 状态。 6)如果铁片恢复原来状态， 接点部将分离， 灯光熄灭。 继电器的用途示例继电器的用途示例 几乎在所有使用电气的机械和装置中都使用继电器。 继电器的分类继电器的分类 继电器的分类方法很多， 本技术指南按照下列方法分类： 电磁铁的分类电磁铁的分类 根据电磁铁是否使用了永久磁铁， 分类如下： 无极继电器无极继电器 电磁铁部没有使用永久磁铁的继电器。 一般情况下线圈没有极性， 但是， 有的操作线圈有极性， 例如动作指示灯内置型、浪涌吸收二极管内置型等。 有极继电器有极继电器 在电磁铁部使用了永久

3、磁铁磁束的继电器。 因此可使操作线圈保持极性。 继电器的动作说明继电器的动作说明 单稳继电器的情况下单稳继电器的情况下 复位状态复位状态 线圈上不连接电池的状态 由于操作线圈上面没有电流通过， 因此电磁铁不动作， 铁片借助于复位弹簧的力向逆时针方向靠拢， 可动接点接触常闭接点（ON）， 常开接点处于离开（OFF） 状态。 动作状态动作状态 线圈接通电池之后的状态 电流如果通过操作线圈， 电磁铁被磁化， 铁片被铁芯吸引。 这样， 可动接点从常闭（b） 接点离开（OFF） ， 接触到常开（a） 接点（ON）。 双稳继电器双稳继电器(也称为作闭锁继电器或保持继电器也称为作闭锁继电器或保持继电器)的情

4、况下的情况下 磁保持型?2 线卷闭锁继电器的情况下 休止状态休止状态（复位后的状态复位后的状态） 线圈上不连接电池的状态 铁芯、磁轭、铁片的材料为半硬质磁性材料， 有两个以上操作线圈。 除这两点不同外， 其余事项与前页的单稳继电器相同。 动作状态动作状态（设置设置） 如果电流从线圈 A 流过， 电磁铁（半硬质材料） 被磁化， 铁片被铁芯吸引。 这样， 可动接点从常闭（b） 接点离开（OFF） ， 接触到常开（a） 接点（ON）。 在这种状态下， 即使断开线圈 A 的电流， 由于半硬质磁性材料 （该材料的特性与永久磁铁相似） 上残留磁束的作用， 铁片继续维持被吸附到铁芯的状态。 复位状态复位状态

5、（复位复位）休止状态休止状态 如果电流通过线圈 B （与线圈 A 的缠绕方向相反）， 半硬质磁性材料的残留磁束将减少， 吸引力将减弱， 复位弹簧的力量占据上风， 铁片复位， 进入休止状态。 铁芯一旦复位， 半硬质磁性材料的残留磁束几乎变为 0。 注. 半硬质磁性材料是指：相对于永久磁铁上使用的硬质磁性材料， 半硬质磁性材料可以用较少的能量进行着磁、减磁。 一般继电器的使用方法一般继电器的使用方法 继电器的工作和原理继电器的工作和原理 无极继电器无极继电器 无极继电器的磁路多种多样， 这里仅介绍一般的铰链式继电器。 切换开关的力量虽然可以从电磁铁获得， 但是电磁铁中还会产生以下力量： 无极继电器

6、的电磁铁构造也有很多， 下图显示其中具有代表性的示例。 有极继电器有极继电器 有极继电器由于使用永久磁铁， 通过永久磁铁和线圈的相互作用， 提高吸引力。 包含永久磁铁的磁路通过线圈中的磁铁和永久磁铁中的磁束的相互作用获得吸引力。 各个符号的含义： Pc ： 线圈的磁导率 Pcm ： 线圈和永久磁铁的相互磁导率 Pm ： 永久磁铁内部的磁导率 0 ： 永久磁铁产生的磁束 P0 ： 总磁导率 有极继电器的吸引力的形状如下图所示： 由于有极继电器基本上转化为适用于双稳继电器的吸引力曲线， 如果要采用单稳继电器， 可以改变吸引力曲线的形状， 或者在负载曲线上增加偏磁。 有极继电器中带有下图所示的构造。

7、 关于品质和可靠性关于品质和可靠性 品质和可靠性的基础知识品质和可靠性的基础知识 （1）关于品质和可靠性 品质和可靠性为您带来满足感 我们在日常生活中要使用各种各样的产品（包括服务和信息等无形产品以及像继电器、电气产品这样的有 形产品）， 使我们的生活更加丰富多彩。 如果发生以下情况， 这时， 我们一定会很生气。 这时， 我们一定会感到很满足。 品质和可靠性如果拿满足感这个尺度来考虑， 就很容易理解了。 那么， 我们按照以下方法来考虑品质和可靠性： 品质.购买时的满足感 可靠性.使用时的满足感 还想再次使用时 如果这样考虑， 上述示例中 合适的价格.品质 价格总是合适.可靠性 需要时能够买到.

8、品质 需要时总能买到.可靠性 颜色、外观、功能及其能力.品 质颜色、外观、功能及其能力持续固定?可靠性可以放心使用.品质 在使用期内能够放心使用?可靠性 如果这样分类， 品质和可靠性就非常相似， 但是我们想让您了解， 在可靠性里面包括时间性要素（总是、持续、使用期内）。 品质和可靠性的范围 请再来看一下前面所讲的示例。 例如， 您能够理解品质中包括继电器的颜色、形状、作用及其特性， 却难以理解价格、购买性被排除在品质之外。 那么， 我们还是再次回到开头。 人类在反复思考中生活。在此过程中产生了各种各样的欲望， 并以要求的形式表现出来。 企业负责把这些要求加以收集整理， 并还原为产品。 但是，

9、只有能够满足各种性质要求的产品才能称得上是高品质产品。 广而言之， 品质包括产品及与之相关的所有要求。 可靠性也同样。 如果这样考虑， 品质、可靠性包括下列全部内容。 产品产品（包括有形产品和无形产品包括有形产品和无形产品）品质品质、可靠性可靠性 服务品质服务品质、可靠性可靠性 企业品质企业品质、可靠性可靠性 颜色、形状 样本目录 企业理念 作用（功能）、能力（特性） 使用说明书 方针 安全性 规格书 组织、体制 价格 说明会 各种系统 交货期 技术服务 人 （2）品质和可靠性的概念 品质 在此， 我们进入稍为专业的部分吧！ 品质是指： 产品或服务为满足明确或者暗含要求而拥有的特征及特性的整体

10、。 这些要求包括使用的便利性、安全性、可用性、可靠性、维护性、经济性及环境性层面。 引用 被定义为。 品质保证的国际标准ISO 标准的翻译和解说 我们常说公司的比公司的品质好， 来进行相对排序， 采用相对品质这个词， 来区别于品质。 定量进行详细的技术性评价时， 称为品质水平及品质尺度。 这样， 就扩大了品质概念的范围， 在 ISO 标准中可靠性也包含在品质中。 可靠性 可靠性是指： 在条款规定的条件下， 在规定时间内交货、实现要求功能的能力即为可靠性 引用 被定义为。 品质保证的国际标准ISO 标准的翻译和解说 人或动植物的一生， 生活在各种各样的环境中， 我们有时会患病， 接受治疗， 通过

11、健康检查、各种精密检查发现早期疾病， 通过预防接种来防止、减少疾病， 为维持健康进行体育锻炼、参加健身俱乐部等， 我们想方设法使生活变得更加健康舒适。 这些办法可以分为两类： （1） 想办法不易患病。 （2） 患病之后尽快治愈。 如果把这个分类用于可靠性， 可以这样表述： （1） 是否容易患病（发生故障）.可靠性。 （2） 患病（发生故障） 之后能否尽快治愈（修复）。 发生疾病（故障） 之前能否进行预防.维护性 如果对这些内容进行定义， 可以如下表述： 1） 可靠度（Reliability） 在规定条件下， 系统、产品在预计期间内无故障完成规定功能的概率。 2） 维护度（Maintainabi

12、lity） 在规定条件下， 对可修理的系统、产品进行维护时， 在规定时间内完成维护的概率。 3） 可用性（Availability） 可修理的系统、产品在某个特定瞬间维持功能的概率。 可靠性虽然可以包括在可靠度、维护度、可用性中， 但是， 不能修理的产品以可靠度为前提， 可修理的产品则重视可靠度、维护度和可用性。由于继电器不能进行修理和再次使用， 因此可靠度十分重要。 动作可靠度 装置实际使用时的可靠度称作动作可靠度 Ro(Operational Reliability)。 按照下述方法考虑时， 将更加通俗易懂： RORI RU 在此， RI 称为固有可靠度（Inherent Reliabil

13、ity） ,是生产厂家在标准环境下测定、保证的值； RU 称为使用可靠度（Use Reliability） ,是在移交给最终用户的过程中及使用过程中， 由各种环境决定的 值。 由于动作可靠度 Ro 近似于固有可靠度 RI 和使用可靠度 RU 的积， 因此需要提高各个可靠度。 为提高固有可靠度 RI， 厂家应在设计中反映使用状态， 努力改善生产系统， 以进行合理设计， 并维持 设计的可靠性。 另外一方面， 使用者为提高使用可靠度， 必须注意使用方法， 考虑负载的种类和环境等。 样本目录等中记载的最小适用负载（参考值） 用故障率公式 600.110-6 （P 水平） 来表示标准状态 下的固有可靠性

14、。 在此 60 表示故障率()为可靠水平 60%。 （3）品质和可靠性术语 可靠性尺度 可靠性中经常使用以下尺度。 可靠性尺度可靠性尺度 JIS（Z8115）中的定义中的定义 使用使用产品产品 示例示例 可靠度（R） 系统、设备、零件等在规定的条件下、在预计期间内完成规定功 能的概率 航空、航天 系统 故障率（） 运行到某个时间后的系统、设备或零件等，在连续的单位时间内 发生故障的比例 电子零件 机械零件 平均故障时间 （MTBF） 边修理边使用的系统、设备、零件等，相邻故障间的动作时间的 平均值 电子计算 机 车辆 发生故障前的平均 不进行修理的系统、设备、零件等，在发生故障前的动作时间的

15、电子零件 时间（MTTF） 平均值 耐用寿命 有用寿 命 故障率低于规定值的期间长短 家用电器 机械器具 维护度 可以修理的系统、设备、零件等在规定的条件下实施维护时，在 规定的时间内完成维护的概率 车辆 生产 设备 不可动作的平均时 间（MTTR） 或平均停机时间 （MDT） 不能运行的平均时间（MTTR 与 MD 虽然意思相同，但有时事后 维护的情况叫做 MTTR，以示区别。） 电子交换 器 工作率（可用性） 可修理的系统、设备、零件等在某个特定瞬间下维持功能的概率， 计算时多用以下公式 ： 可用率=（可以运用的时间）/（可以运用的时间）+（不能运行 的时间） 生产设备 电子计算 机 基本术语 可靠性中使用以下基本术语： （1） 故障概率密度函数.f(t) （2） 累积故障分布函数.F(t) （3） 可靠度函数.R(t) （4） 瞬间故障率.(t) 检查特性曲线 （OC 曲线： Operating Characteristic Curve） 判定每批继电器的可靠度时， 必须理解以下内容。 进行全数检查时， 由于无需考虑故障