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三種小型繼電器

2020.12.17 瀏覽量: 字號:

小型繼電器是一種根據某種輸入信號變化而接通或斷開控制電路,從而實現自動控制和保護的自動電器。其輸入量可以是電流、電壓等電量,也可以是溫度、時間、壓力、速度等非電量,輸出則使觸頭的動作或電參數變化。小型繼電器的應用范圍非常廣泛,種類也較繁多,這里僅對目前電子產品中常用的小型電磁式小型繼電器、干簧式小型繼電器及無觸點固態小型繼電器的基本結構及使用特點作簡介。

  一、電磁式小型繼電器:

  電磁式小型繼電器的典型結構見圖1所示。當線圈通電后,鐵芯被磁化產生足夠的鐵電磁力,吸引銜鐵,使動接點與靜接點“5”斷開,而與靜接點“4”閉合,稱為小型繼電器“動作”或“吸合”;當線圈斷電后,電磁力消失,銜鐵返回,動接點也恢復到原來位置,稱為小型繼電器的“釋放”或“復位”。

  小型繼電器符號通常用長方框內標以字母J表示。其接點有三種基本形式,見圖2所示。小型繼電器的接點可畫在方框符號旁,也可將各接點分別畫到各自的控制電路中。前者畫法比較直觀,后者畫法對分析電路有利。但須注意在屬于同一個小型繼電器的線圈和接點旁邊注明機器上的文字符號,并把接點組加以編號,以免混亂。同時還需注意一點的是,小型繼電器的接點狀態應按線圈不通電時的狀態畫出。

  電磁小型繼電器的特性主要有:額定工作電壓或額定工作電流;線圈直流電阻;吸合電流或者吸合電壓;釋放電流或者釋放電壓:觸點負荷等。一般情況下,知道了線圈的直流電阻,根據歐姆定律,額定工作電壓和額定工作電流即可推算出來。同樣,吸合電流和吸合電壓,釋放電流和釋放電壓都可以互相推算出來。

  吸合電流指小型繼電器能夠產生吸合動作的最小電流,但這種情況下的小型繼電器吸合動作不是十分可靠的。只有讓線圈通過額定工作電流或者加上額定工作電壓,小型繼電器的吸合動作才是可靠的。一般吸合電壓為額定工作電壓的75%左右,因此,為了保證吸合可靠,必須給線圈加上額定工作電壓或略高于額定工作電壓。但要注意的是,工作電流或工作電壓一股不能超過額定值的1.5倍,否則容易燒毀線圈。

  通過線圈的電流減少到一定大小時,小型繼電器就從吸合狀態轉到釋放狀態。釋放電流是指小型繼電器能夠產生釋放動作的最大電流,釋放電流要比吸合電流小得多,一般為吸合值的1/10~1/2,實際選用中,也要考慮小型繼電器的釋放電流不能太小,否則小型繼電器斷電后,銜鐵仍被吸住不放,則小型繼電器的觸點就起不到自動開關的作用了。

  電磁小型繼電器命名由六部分組成,見附表,具體使用中對小型繼電器體積大小、安裝方式、尺寸、吸合釋放時間、使用環境、絕緣強度、接點數、接點形式、接點壽命(次數),接點是交流控制還是直流控制等的要求在設計時都要考慮,詳細情況可查閱小型繼電器手冊及使用說明書。

  電磁小型繼電器是各種小型繼電器中應用最為普遍的一種,其最顯著特點是接點電阻很小(<1Ω),缺點是動作時間較長(ms以上)、接點壽命較短(一般在10次以下),體積較大。

  二、干簧小型繼電器:

  干簧小型繼電器由干簧管(干式舌簧開關管)和永久磁鐵或激勵線圈組成,干簧管電路符號見圖3所示。它是把兩片既導磁又導電的簧片平行地封入充有惰性氣體的玻璃管中組成開關元件。

  工作原理:如果把一塊永久磁鐵放到干簧管附近,或者在干簧管外面繞上線圈并且通入電流,則兩簧片在磁場的作用下就會被磁化。由于兩簧片的接近端磁性相異、互相吸引,使簧片相接觸,被控電路就會接通:把永久磁鐵拿開,或者切斷通入線圈的電流,此時由于磁場消失,簧片依靠本身的彈力脫離接觸,被控電路就會斷開。干簧管的體積大小可分為微型、小型、大型幾種,微型的只有米粒大小,大型的和一段鉛筆相仿。

  干簧小型繼電器的激勵線圈可以套在干簧管的外面,利用線圈內磁場驅動干簧管。也可以放在干簧管的旁邊,利用線圈的外磁場,驅動干簧管(線圈中心可以放入鐵芯,用來增強驅動力),見圖4聽示。

  這種小型繼電器的特點是:

(1)接點與大氣隔離,管內又充有惰性氣體,因而防止外界有機蒸汽和接點的腐蝕,且可大大減少接點火花引起的接點氧化或碳化;

(2)簧片既輕又短,固有頻率高,接點通斷動作時間一般僅為1~3ms,比一般電磁式小型繼電器快3~10倍;

(3)體積小,重量輕;

(4)缺點是開關容量較小,接點電阻較大且容易產生抖動。

  干簧管除了和線圈組成干簧小型繼電器外,還可以十分方便地與永久磁鐵配合使用,永久磁鐵可以從任意方向接近干簧管使它動作,這里就不贅述了。

  三、固態小型繼電器:

  固態小型繼電器(SSR)問世于上世紀70年代初,是由固態電子元件組成的無觸點開關,與電磁式、干簧式小型繼電器相比較,具有體積小、開關速度快、無觸點,壽命長、耐振、無噪聲,具有良好的防潮防腐等優點,按工作狀態分為交流和直流兩種類型,交流SSR分為過零型和非過零型兩種,目前應用最多的是過零型。直流SSR根據輸出分為兩端型和三端型兩種,兩端型應用較多。

  下面以交流SSR為例簡要分析一下工作原理,見圖5所示:由光電耦合輸入、觸發電路、過零控制電路、吸收電路和用雙向可控硅為開關器件的輸出電路等五部分組成。

  過零控制電路主要由R5等構成,它的作用是保證觸發電路在有輸入信號和開關器件兩端交流電壓過零點附近觸發開關器件導通;而在零電流處關斷,從而把通斷瞬間的峰值和干擾都降到最低,減少對電網的污染。具體工作原理較為簡單,讀者可自行分析。

  在電路中一般常用圖6符號表示,主要參數分輸入參數和輸出參數,使用中可查閱相關資料,這里僅談幾點使用中須注意事宜。

(1)交流SSR的工作頻率波形要求為正弦波;

(2)對于直流型SSR,若是感性負載,應在負載兩端并聯二極管,二極管的電流應等于工作電流,耐壓應為工作電壓的4倍以上;

(3)對于交流型SSR,一些廠家已將RC吸收電路制作在SSR中。對于重感性負載應再加壓敏電阻,壓敏電阻的標稱工作電壓值一般可按SSR額定工作電壓的1.5~2倍選??;

(4)額定工作電流較大時應將SSR安裝上散熱片;

(5)使用中與SSR串聯的負載不允許短路。

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