1第一节 继电器的定义及分类一.继电器定义1. 继电器的定义继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件2. 继电器的继电特性输入量 x 从零连续增加达到动作值 xx,输出量立刻从 y=0 跳跃到 y=ym,即常开触点从断到通一旦触点闭合,输入量 x 继续增大,输出量 y 将不再起变化当输入量 x 从某一大于 xx值下降到 xf, 输出量立刻从 y= ym跳跃到 y=0,继电器常开触点断开(如图 1) 我们把继电器的这种特性叫做继电特性,也叫继电器的输入-输出特性二.继电器分类继电器的分类方法较多,可以按作用原理、外形尺寸、触点负载、防护特征、触点形式、产品用途等分类1.按作用原理分类 分 类 号名称定 义电磁继电器电磁继电器由控制电流通过线圈所产生的电磁吸力驱动磁路中的可动部分而 实现触点开、闭或转换功能的继电器1直流电磁继电器控制电流为直流的电磁继电器。
按触点负载大小分为微功率、弱 功率、中功率和大功率四种2交流电磁继电器控制电流为交流的电磁继电器按线圈电源频率高低分 50Hz 和 400Hz 二种 3电 磁 继 电 器磁保持继电器利用永久磁铁或具有很高剩磁特性的零件,使电磁继电器的衔铁 在其线圈断电后仍能保持圈通电时的位置上的继电器4固态继电器固态继电器是一种能够象电磁继电器那样执行开、闭线路的功能, 且其输入和输出的绝缘程度与电磁继电器相当的全固态器件 5混合式继电器由电子元件和电磁继电器组合而成的继电器一般,输入部分由图 1 继电器的继电特性(常开型)0输入x输出yyxxxyxfm继电器工作原理与选用 - 2 -电子线路组成,起放大、整流等作用,输出部分则采用电磁继电 器 6高频继电器用于切换频率大于 10kHz 的交流线路的继电器7同轴继电器配用同轴电缆,用来切换高频、射频线路而具有最小损耗的继电 器 8真空继电器触点部分被密封在高真空的容器中,用来快速开、闭或转换高压、 高频、射频线路用的继电器 热继电器热继电器利用热效应而动作的继电器 9温度继电器当外界温度达到规定要求时而动作的继电器 10热 继 电 器电热式继电器利用控制电路内的电能转变成热能,当达到规定要求时而动作的 继电器。
11光电继电器利用光电效应而动作的继电器 12极化继电器由极化磁场与控制电流通过控制线圈,所产生的磁场综合作用而 动作的继电器继电器的动作方向取决于控制线圈中的电流方向13时间继电器当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定的时间 才闭合或断开其被控线路的继电器 14舌簧继电器利用密封在管内,具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动 作来开、闭或转换线路的继电器2.按外形尺寸分类 名 称 代 号 定 义微型继电器W最长边尺寸不大于 10mm 的继电器超小型继电器C最长边尺寸大于 10mm,但不大于 25mm 的继电器小型继电器X最长边尺寸大于 25mm,但不大于 50mm 的继电器3.按触点负载分类 名 称 代 号 定 义微功率继电器W小于 0.2A 的继电器弱功率继电器R0.2~2A 的继电器中功率继电器Z2~10A 的继电器大功率继电器Q10A 以上继电器4.按防护特征分类名 称 代 号 定 义密封继电器M采用焊接或其它方法,将触点和线圈等密封在金属罩内,其泄漏率较低的继电器塑封继电器F采用封胶的方法,将触点和线圈等密封在塑料罩内,其泄漏率较高的继电器防尘罩继电器F用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器敞开继电器不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器5.按触点形式分类名 称 代 号 定 义继电器工作原理与选用 - 3 -常开继电器H只有常开触点形式的继电器常闭继电器D只有常闭触点形式的继电器转换继电器Z具有转换触点形式的继电器6.按用途分类名 称定 义通讯继电器(包括高频继电器)通讯设备中使用的继电器,该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流,环境使用条件要求不高。
机床继电器机床中使用的继电器,触点负载功率大,寿命长家电用继电器家用电器中使用的继电器,要求安全性能好汽车继电器 汽车中使用的继电器,该类继电器切换负载功率大,抗冲击、抗振性高7.各类继电器的型号和规格号组成如表 5 所示注:混合式继电器的型号为被组合的电磁继电器型号中的外型符合之后加标字母 H(混)8. 继电器常用触点组合形式字 母 代 号名 称符 号中国美国型 号规格第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分分 类 号名 称主 称外形符号短划线序 号防护特征斜 线序号直流电磁继电器微功率JW 弱功率JR中功率JZ1大功率JQ 2交流电磁继电器JL 3磁保持继电器JM4混合式继电器见注 5固态继电器JG6高频继电器JP 7同轴继电器JPT8真空继电器JPK 9温度继电器JU 10电热式继电器JE11光电继电器JF 12特种继电器JT 13极化继电器JH 14电子时间继电器JSBW(微型) C(超小型)X(小型)M(密封) F(封闭)/继电器工作原理与选用 - 4 -动合(常开)触点 SPST NO或HA动断(常闭)触点 SPST NCDB先断后合转换触点 SPDT (B-M)ZC第二节 电磁继电器工作原理、主要技术参数及试验方法 一.电磁继电器工作原理1.通用电磁继电器工作原理以图 2 所示结构为例进行说明,当线圈引出脚两端加上电压或电流,线圈的激磁电流产生磁通,磁通通过铁心、轭铁、衔铁和工作气隙组成的磁路,并在工作气隙产生电磁吸力。
当激磁电流上升达到某一值时,电磁吸力矩将克服动簧的反力矩使衔铁转动,带动推动卡推动动簧,实现触点闭合;当激磁电流减小到一定值时,动簧反力矩大于电磁吸力矩,衔铁回到初始状态,触点断开2.磁保持继电器工作原理如图 3 所示,继电器触点状态保持力是由衔铁部分中的两件磁钢产生的,磁钢产生的磁通通过右衔铁--轭铁磁极—铁心---轭铁磁极---左衔铁---磁钢形成闭合回路,在衔铁和轭铁磁极间产生吸力,如图所示,左衔铁的延伸臂通过推动块对动簧片施加推力,使动、静触点间产生足够的压力,使其能可靠载流轭铁焊片线圈图2底座衔铁铁心静簧动簧触点推动卡压簧继电器工作原理与选用 - 5 -图 3图 4 当需要使继电器触点断开时,只需对线圈施加一个足够宽度脉冲电压,该脉冲电压产生的磁通与磁钢产生的磁通方向相反,在磁极上就会产生与磁钢相同的极性,根据磁场同性相斥原理,在衔铁和轭铁磁极间会产生推力,当磁路产生的合成力矩小于簧片的反力矩,动簧朝后运动,衔铁部分绕转轴转动,继电器会呈图 4 的断开状态 如果要返回闭合状态,必须圈上施加一相反的脉冲,否则,继电器触点状态会永远保持下去 二.电磁继电器技术参数的含义1.环境温度范围工作环境温度范围是指继电器经历的最低环境温度至最高环境温度的作用后,继电器不发生功能失效。
按照 IEC 标准指气候系列试验的最低、最高温度继电器工作原理与选用 - 6 -2.标准试验条件塑封继电器的标准试验为:温 度:15~35℃相对湿度:25%~75%大气压力:86~106Kpa继电器标称电寿命等技术指标是在标准试验条件下的测试数据当继电器处于超出标准试验测试时,继电器的技术指标将可能会发生变化,甚至于可靠性会发生降低因此,继电器的使用环境条件对继电器的性能有着重大的影响3.振动稳定性(正弦振动)振动稳定性是指经一种重复周期的正弦运动后,产品能维持正常工作的能力振动加速度值是位移与频率的函数对继电器在承受产品标准所规定的频率范围和加速度的作用下,继电器任何一对闭合触点的断开和断开触点的闭合的时间进行考核,一般要求触点抖动时间小于 10μS 或 100μS典型试验条件为10~55Hz、1.5mm 双振幅4.冲击强度冲击强度是指经给定大小、波形和持续时间的连续单向力脉冲作用后,产品能维持正常工作的能力继电器在经受产品标准规定的加速度和次数的冲击作用后,继电器应无零件松动和机械损坏,电气参数应符合要求5.冲击稳定性冲击稳定性是指经给定大小,波形和持续时间的单向力脉冲作用下,产品维持正常工作的能力。
继电器在产品标准规定的加速度和次数的冲击下,继电器的任何一对触点的抖动(即闭合触点的断开和断开触点的闭合)时间应符合规定触点抖动的时间的最大允许值分:10μs、100μs、1ms6. 绝缘电阻继电器的绝缘电阻是指各不相连导电部分间的绝缘部分在外加一定直流电压时所呈现的电阻值 (一般情况下,常开触点间、触点组间、触点线圈间绝缘电阻值为同一值)7.介质耐压继电器的介质耐压指互不相连导电部分间的绝缘部分承受规定电压而无击穿和规定漏电流的能力一般情况下,常开触点间、触点组间、触点线圈间介质耐压为不同值)8.接触电阻在规定的测量条件下测量得到一对闭合触点间的电阻值无特殊要求时,使用厂家可采用24VDC(6VDC) 、1A 条件检测接触点电阻或用 LED 检测通断9.动作电压继电器的所有触点从释放状态到达工作状态时所需线圈电压的最小值通用继电器一般规定为75%~80%额定电压10.释放电压继电器的所有触点从吸合状态恢复至释放状态时所残留的线圈电压的最大值一般规定为 5%~10%额定电压11.动作时间处于释放状态(初始状态)的继电器,在规定的条件下,从施加输入激励量规定值的瞬间起到继电继电器工作原理与选用 - 7 -器切换的瞬间止的时间间隔(不含吸合回跳时间) 。
一般厂家不要求检测12.释放时间处于动作状态(终止状态)的继电器,在规定的条件下,从断开输入激励量规定值的瞬间起到继电器切换的瞬间止的时间间隔(不含释放回跳时间) 一般厂家不要求检测13.线圈功耗在额定电压作用下,继电器线圈所消耗的功率14.最大负载(1) 最大负载电流:指继电器触点能可靠切换的最大电流2) 最大负载电压:指继电器触点能可靠切换的最大电压3) 最大切换功率:指继电器触点能可靠切换的最大功率4) 触点额定负载:指继电器进行电寿命试验时采用的负载电压、电流值 三.电磁继电器主要参数检测 1. 吸合值、释放值 继电器的不吸动值、吸合值、保持值、释放值测试按图 1 所示的测试程序图进行该测试程序为生 产单位和使用单位共同遵守的统一方法,其最大优点是测试的参数重复性好,它并不表示实际使用中继 电器要先磁化,后工作按一般要求,交流继电器的吸合电压不大于其额定电压的 85%,直流继电器的吸合电压不大于其额 定电压的 75%(有的为 80%) 保持电压,直流继电器通常为 30%-40%额定电压,交流继电器保持电压 要大些直流继电器的释放电压通常不小于 10%额定电压,极限低温下不小于 5%额定电压。
交流继电器 的释放电压通常为 30%左右额定电压极限低温下不小于 10%的额定电压 2. 线圈电阻 线圈电阻的测量可用电压、电流法和电桥法用电压、电流法测量时,应尽量避免或减小电压表、 电流表内阻的影响,测试过程要尽量短,以避免线圈温升线圈电阻对测量时的环境温度比较敏感,所 以测试前 1-2 小时内产品要置于要测试的环境下并(最好)不对线圈施加激励测试数值 Ra 应换算成基 准温度(一般为 20℃)下的值,换算公式为:Ra=R0[1+(Ta-20)]式中:Ta 为环境温。