繼電器的工作原理

2024-07-04 15:55:01

繼電器經(jīng)過一百多年的不斷發(fā)展，形成了各種形式的功能繼電器，功能強大，適用于不同的領(lǐng)域。一些常見的繼電器有：時間繼電器、溫度繼電器、干簧繼電器、熱繼電器、差動繼電器、光耦、聲音繼電器、霍爾繼電器、速度繼電器、電磁繼電器，現(xiàn)在還有固態(tài)繼電器。下面我們來看看以上繼電器的工作原理。

時間繼電器工作原理

時間繼電器是指當(dāng)輸入動作信號加（或去掉）時，其輸出電路需經(jīng)過規(guī)定的準確時間后才能產(chǎn)生跳變（或觸點動作）的繼電器。它是用在較低電壓或較小電流的電路中，接通或斷開較高電壓或較大電流的電路的電器元件。同時，時間繼電器也是利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的控制電器。

溫度繼電器

雙金屬片作為感溫元件的溫控開關(guān)，當(dāng)電器正常工作時，雙金屬片處于自由狀態(tài)，觸點處于閉合/斷開狀態(tài)。當(dāng)溫度達到動作溫度時，雙金屬片受熱產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而迅速動作，打開/閉合觸點，切斷/接通電路，從而達到控制溫度的目的。當(dāng)電器冷卻到復(fù)原溫度時，觸點自動閉合/斷開，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

熱繼電器的工作原理

當(dāng)電動機過載時，電流通過定子電路中串聯(lián)的電阻絲，使其發(fā)熱過多，雙金屬片受熱膨脹，由于膨脹系數(shù)不同，膨脹系數(shù)較大的左邊片下端向右彎曲，補償雙金屬片在導(dǎo)流板的推動下帶動推桿繞軸線旋轉(zhuǎn)，帶動杠桿使其繞軸線旋轉(zhuǎn)，常閉觸頭斷開，接觸器線圈斷電，主觸頭釋放，保護電動機不斷電。

差動繼電器的工作原理

差動繼電器的基本原理為交流磁制動，其差動繞組接在保護的差動回路中，平衡、制動繞組接在環(huán)流回路中。其動作過程是，在正常情況下或發(fā)生交叉短路時，電流互感器二次電流或全部短路電流都通過制動繞組。制動安匝產(chǎn)生兩部分磁通，其中一部分磁通在局部磁路中環(huán)流，其作用是使鐵心飽和，自動增大動作電流，避免繼電器誤動作，這就是所謂的交流磁制動效應(yīng)。就這部分磁通的作用而言，四個制動繞組相互獨立，互無關(guān)聯(lián)，不會與二次繞組產(chǎn)生電磁感應(yīng)。制動安匝還產(chǎn)生另一部分磁通ΦZC，沿整個磁路環(huán)流。并且在二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，即制動繞組起著部分工作繞組的作用。

光耦合器繼電器的工作原理

光耦繼電器屬于固態(tài)繼電器，一般的電磁繼電器是靠線圈中流過的電流使鐵芯變成磁鋼吸住銜鐵，使相關(guān)觸點動作來控制負載的通斷，而光耦繼電器沒有觸點，其工作原理有點類似于光耦。利用發(fā)光二極管向光電元件發(fā)射光線，光電元件接收光線后控制輸出場效應(yīng)管的導(dǎo)通或截止。光耦繼電器還帶有另一路可控硅輸出，可控硅輸出的負載電流比場效應(yīng)管大，可達幾安培，而前者可達幾十安培。與電磁繼電器相比，光耦繼電器由于沒有觸點磨損而具有無限使用壽命，還具有無震動、無開關(guān)聲音等特點，可以像電磁繼電器一樣控制各種負載。

固態(tài)繼電器的工作原理

常見的固態(tài)繼電器幾乎都是模塊化的四端有源器件，其中兩端為輸入控制端，另兩端為輸出受控端，其基本組成如下圖所示。輸入與輸出之間采用光電耦合器實現(xiàn)電氣隔離。輸出受控端利用開關(guān)晶體管、雙向晶閘管等半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性，實現(xiàn)無接觸、無火花地接通和斷開外部控制電路的目的。整個裝置無運動部件和觸點，可實現(xiàn)與普通電磁繼電器相同的功能。

繼電器的工作原理

固態(tài)繼電器按輸出極性不同可分為直流和交流兩大類。直流固態(tài)繼電器（DC-SSR）的控制電壓由輸入端IN輸入，控制信號經(jīng)光電耦合器耦合到接收電路，經(jīng)放大后，驅(qū)動開關(guān)晶體管VT。顯然，直流固態(tài)繼電器的輸出端接入被控制電路時，就分正端和負端。交流固態(tài)繼電器（AC-SSR）的電路原理與直流固態(tài)繼電器不同，它的開關(guān)元件采用雙向晶閘管VS或其他交流開關(guān)，因此它的輸出端OUT無正負之分，可控制交流電路的通斷。

速度繼電器的工作原理

轉(zhuǎn)速繼電器與被控制的電動機同軸連接，當(dāng)電動機制動時，電動機仍會轉(zhuǎn)動慣量，帶動轉(zhuǎn)速繼電器的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)速繼電器的定子繞組中感應(yīng)出電動勢和電流，可由左手定則確定。此時定子受到與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同的電磁轉(zhuǎn)矩，使定子和轉(zhuǎn)子同向轉(zhuǎn)動。固定在定子上的膠木擺桿也隨之轉(zhuǎn)動，推動簧片（末端有動觸頭）和靜觸頭閉合（根據(jù)軸的旋轉(zhuǎn)方向）。靜觸頭還起止動塊的作用，限制膠木擺桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，定子只能轉(zhuǎn)動很小的角度。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近零時（小于100轉(zhuǎn)/分），膠木擺桿又恢復(fù)原狀，觸頭斷開，切斷電動機的反向制動回路。 n 運行速度不小于300RPM，復(fù)位速度小于100RPM。

電磁繼電器的工作原理

電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵在電磁力吸力的作用下克服復(fù)位彈簧的拉力把鐵芯吸引住，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力也隨之消失，銜鐵在彈簧的反作用力下回到原來的位置，這樣動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）就吸合、釋放，從而達到電路中導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。