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繼電器小知識
1、繼電器工作原理及驅(qū)動電路圖解：繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電了設備中，是最重要的控制元件之一。繼電器實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器的繼電特性：繼電器的輸入信號x從零連續(xù)增加達到銜鐵開始吸合時的動作值xx，繼電器的輸出信號立刻從y=0跳躍y=ym，即常開觸點從斷到通。一旦觸點閉合，輸入量x繼續(xù)增大，輸出信號y將不再起變化。當輸入量x從某一大于xx值下降到xf，繼電器開始釋放，常開觸點斷開。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入-輸出特性。一、繼電器（relay）的工作原理和特性1、電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。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，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(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”。2、電路原理2.1繼電器簡單介紹繼電器是一種當輸入量變化到某一定值時，其觸頭（或電路）即接通或分斷交直流小容量控制回路。2.2工作原理由永久磁鐵保持釋放狀態(tài)，加上工作電壓后，電磁感應使銜鐵與永久磁鐵產(chǎn)生吸引和排斥力矩，產(chǎn)生向下的運動，最后達到吸合狀態(tài)。3、晶體管驅(qū)動驅(qū)動電路3.1電路原理圖當晶體管用來驅(qū)動繼電器時，推薦用NPN三極管。具體電路如下：當輸入高電平時，晶體管T1飽和導通，繼電器線圈通電，觸點吸合。當輸入低電平時，晶體管T1截止，繼電器線圈斷電，觸點斷開。3.2電路中各元器件的作用（1）晶體管T1為控制開關。（2）電阻R1主要起限流作用，降低晶體管T1功耗。（3）電阻R2使晶體管T1可靠截止。（4）二極管D1反向續(xù)流，為三極管由導通轉(zhuǎn)向關斷時為繼電器線圈中的提供泄放通路，并將其電壓箝位在+12V上。4、集成電路驅(qū)動電路目前已使用多個驅(qū)動晶體管集成的集成電路，使用這種集成電路能簡化驅(qū)動多個繼電器的印制板的設計過程?，F(xiàn)在所用驅(qū)動繼電器的集成電路主要有TD62003AP。當2003輸入端為高電平時，對應的輸出口輸出低電平，繼電器線圈兩端通電，繼電器觸點吸合；當2003輸入端為低電平時，對應的輸出口呈高阻態(tài)，繼電器線圈兩端斷電，繼電器觸點斷開。24V繼電器的驅(qū)動電路：繼電器串聯(lián)RC電路：這種形式主要應用于繼電器的額定工作電壓低于電源電壓的電路中。當電路閉合時，繼電器線圈由于自感現(xiàn)象會產(chǎn)生電動勢阻礙線圈中電流的增大，從而延長了吸合時間，串聯(lián)上RC電路后則可以縮短吸合時間。原理是電路閉合的瞬間，電容C兩端電壓不能突變可視為短路，這樣就將比繼電器線圈額定工作電壓高的電源電壓加到線圈上，從而加快了線圈中電流增大的速度，使繼電器迅速吸合。電源穩(wěn)定之后電容C不起作用，電阻R起限流作用。二、繼電器額定工作電壓的選擇繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項技術參數(shù)。在使用繼電器時，應該首先考慮所在電路（即繼電器線圈所在的電路）的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈容易燒毀。另外，有些集成電路，例如NE555電路是可以直接驅(qū)動繼電器工作的，而有些集成電路，例如COMS電路輸出電流小，需要加一級晶體管放大電路方可驅(qū)動繼電器，這就應考慮晶體管輸出電流應大于繼電器的額定工作電流。當晶體管用來驅(qū)動繼電器時，必須將晶體管的發(fā)射極接地。具體電路如下：NPN晶體管驅(qū)動時：當晶體管T1基極被輸入高電平時，晶體管飽和導通，集電極變?yōu)榈碗娖?，因此繼電器線圈通電，觸點RL1吸合。當晶體管T1基極被輸入低電平時，晶體管截止，繼電器線圈斷電，觸點RL1斷開。jr36熱過載繼電器；
2、交流接觸器和繼電器的區(qū)別：電磁式的繼電器和接觸器，它們的工作原理應該說是一樣的。有時就是同一個器件，用在這個電路作為接觸器，用到另外一個電路又作為繼電器使用。如何區(qū)別呢？區(qū)別的方法就是看它們具體的用途了。繼電器的主要作用則是起信號檢測、傳遞、變換或處理用的，它通斷的電路電流通常較小，即一般用在控制電路（與“主電路”對比）。繼電器的主要作用是 信號檢測、傳遞、變換或處理用的，它通斷的電路電流通常較小，一般用在控制電路里，控制弱信號。接觸器主要作用是用來接通或斷開主電路的。主電路是指一個電路工作與否是由該電路是否接通為標志。主電路概念與控制電路相對應。一般主電路通過的電流比控制電路大。容量大的接觸器一般都帶有滅弧罩。繼電器的觸頭容量一般不會超過5A，小型繼電器的觸頭容量一般只有1A或2A，而接觸器的觸頭容量最小的也有9A；接觸器的觸頭通常有三對主觸頭（主觸頭都是常開觸頭）另外還有幾對輔助觸頭，而繼電器的觸頭一般不分主輔；繼電器的觸頭有時是成對設置的，即常開觸頭和常閉觸頭組合在一起，而接觸器不成對設置；繼電器針對特定的要求，會與其它裝置組合設計成時間繼電器、計數(shù)器，壓力繼電器等等，有附加功能，而接觸器一般沒有。接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，主要控制對象是電動機，此外也用于其他電力負載，如電熱器，電焊機，照明設備，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用/。接觸器控制容量大。適用于頻繁操作和遠距離控制。是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。繼電器他的動做原理和接觸器是一樣的,但是它的觸頭承載電流的能力要比接觸器差,一般不會超過10A的.所以它不合適控制大容量的電路的,適合加裝在控制電路的中,在控制電路中得到廣泛的應用接觸器主要作用是用來接通或斷開主電路的。所謂主電路是指一個電路工作與否是由該電路是否接通為標志。主電路概念與控制電路相對應。一般主電路通過的電流比控制電路大。因此，就如一樓的朋友說的，容量大的接觸器一般都帶有滅弧罩（因為大電流斷開會產(chǎn)生電弧，不采用滅弧罩滅弧，將燒壞觸頭）。如果某個主電路工作電流較小，這時完全可以采用通常作為繼電器用的電器來作為通斷主電路的器件。即將繼電器作為接觸器使用。但若某個主電路工作電流非常大，以至于使用通斷主電路的接觸器容量非常大，要使這樣的接觸器工作的電流也非常大，也就是說它的控制電路中流過的電流非常大，用普通的繼電器難以通斷其控制電路。這時，可以選擇某個原來作為接觸器使用的電器來作為該控制電路的通斷用，這個接觸器在這個場合的作用就是繼電器了。交流接觸器的基本工作原理是利用電磁原理通過控制電路的控制和可動銜鐵的運動來帶動觸頭控制主回路通斷。當接觸器電磁線圈不通電時，彈簧的反作用力和銜鐵的自重使主觸頭保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓時，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動主觸頭閉合，接通電路，同時輔助觸頭也隨之動作。我們來看看標準中是如何規(guī)定接觸器的：（1）與接觸器有關的國家標準GB14048.4-2010（2）接觸器的額定值和極限值額定工作電壓和額定絕緣電壓、約定發(fā)熱和封閉發(fā)熱電流、額定工作電流、額定工作制、額定接通能力和分斷能力、耐受過載電流能力、輔助觸頭的約定發(fā)熱電流等等（3）接觸器有四種標準工作制，即八小時工作制、不間斷工作制、斷續(xù)周期工作制和短時工作制（4）接觸器有四種標準使用類別，主觸頭使用類別為：交流AC-1~AC-4，直流DC-1、DC-3、DC-5等等顯見，接觸器與繼電器相比，區(qū)別還是很大的。繼電器的觸頭不具有滅弧能力。因此，當繼電器用于通斷直流回路時，必須采用兩個同類觸頭串聯(lián)的方式。例如兩只常開觸頭串聯(lián)，或者常閉觸頭串聯(lián)。其原理是：把單觸點的電弧拉長為雙觸點的電弧，使得電弧能快速降溫并熄滅。這是在變電站繼電保護電路中選配繼電器觸頭時必須遵守的原則。jr36熱過載繼電器；
3、繼電器選用條件：1、先了解必要的條件1）控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；2）被控制電路中的電壓和電流；3）被控電路需要幾組、什么形式的觸點。選用繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。2、查閱有關資料確定使用條件后，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格號。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。3、注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產(chǎn)品。jr36熱過載繼電器；
4、熱繼電器的選用：熱繼電器是利用電流流過熱元件時產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動執(zhí)行機構(gòu)動作的一種保護電器。主要用于交流電動機的過載保護、斷相及電流不平衡運行的保護及其它電氣設備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器的選用：? 過載能力較差的電動機，熱元件的額定電流IRT為電動機的額定電流IN的60％～80％。? 額定電流6倍以及啟動時間不超過6秒時，可按電動機的額定電流選取熱繼電器；? 當電動機為重復且短時工作制時，要注意確定熱繼電器的操作頻率，對于操作頻率較高的電動機不宜使用熱繼電器作為過載保護。jr36熱過載繼電器；
5、繼電器可靠性的影響因素：1.環(huán)境對繼電器可靠性的影響：繼電器工作在GB和SF下的平均故障間隔時間最高,達到820000h,而在NU環(huán)境下,僅60000h[2] 。2質(zhì)量等級對繼電器可靠性的影響：當選用A1質(zhì)量等級的繼電器時,平均故障間隔時間可達3660000h,而選用C等級的繼電器平均故障間隔時間為110000,其間相差33倍,可見繼電器的質(zhì)量等級對其可靠性能的影響非常大[2] 。3觸點形式對繼電器可靠性的影響：繼電器的觸點形式也會對其可靠性產(chǎn)生影響,單擲型繼電器的可靠性都高于相同刀數(shù)的雙擲型繼電器,同時隨刀數(shù)的增加可靠性逐漸降低,單刀單擲繼電器的平均故障間隔時間是四刀雙擲繼電器的5.5倍[2] 。4結(jié)構(gòu)類型對繼電器可靠性的影響：繼電器結(jié)構(gòu)類型共有24種,不同類型均對其可靠性產(chǎn)生影響[2] 。5溫度對繼電器可靠性的影響：繼電器工作溫度范圍在-25～70℃之間。隨著溫度的升高,繼電器的平均故障間隔時間逐漸下降[2] 。6動作速率對繼電器可靠性的影響：隨著繼電器動作速率的提高,平均故障間隔時間基本呈指數(shù)型下降趨勢[2] 。因此,若設計的電路要求繼電器的動作速率非常高,那么在電路維修時就需要仔細檢測繼電器以便及時對它更換[2] 。7電流比對繼電器可靠性的影響：所謂電流比是繼電器的工作負載電流與額定負載電流之比。電流比對繼電器的可靠性影響很大,尤其當電流比大于0.1時,平均故障間隔時間迅速下降,而電流比小于0.1時,平均故障間隔時間基本不變,因此在電路設計時應選用額定電流較大的負載以降低電流比,這樣可保證繼電器乃至整個電路不因工作電流的波動而使可靠性降低[2] 。jr36熱過載繼電器。
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