詳解繼電器的工作原理及電路

詳解繼電器的工作原理及電路

掌握知識：熟悉掌握繼電器的工作原理及電路

電氣項目的步驟：了解工藝 — 分配IO點 — 選型列清單 — 畫電路圖（主電路和控制電路） — 編程及調試 — 項目交接，在項目流程中，選型我們會選繼電器的相關型號，繼電器在我們的主電路和控制電路應用是必不可少，實現真正的安全電壓控制非安全電壓，達到人和設備的安全，中間繼電器【KA】多用在PLC的輸出端，進行保護PLC的輸出點；也可以用在將高壓信號轉換成PLC輸入端可承受的低壓信號；主接觸器多用在主電路的啟動和停止等，學習了解繼電器的原理、特性和選型，會在項目過程中得心應手。

一、繼電器原理的特性和工作原理

當輸入量(如電壓、電流、溫度等)達到規定值時，使被控制的輸出電路導通或斷開的電器，可分為電氣量(如電流、電壓、頻率、功率等)繼電器及非電量(如溫度、壓力、速度等)繼電器兩大類，具有動作快、工作穩定、使用壽命長、體積小等優點，廣泛應用於電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。

繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統（又稱輸入迴路）和被控制系統（又稱輸出迴路），通常應用於自動控制電路中，它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節、安全保護、轉換電路等作用。

按繼電器的工作原理或結構特徵分類可分為電磁繼電器、熱敏幹簧繼電器、固態繼電器（SSR）等，這三種是我們比較常見，繼電器常見品牌施耐德、歐姆龍、正泰、宏發、松下等，常見的是8引腳或者14引腳，8引腳：兩組常開兩組常閉，一個線圈觸點，16引腳：四組常開，四組常閉，一個線圈觸點。

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，當線圈斷電後，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）吸合，這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對於繼電器的「常開、常閉」觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處於斷開狀態的靜觸點，稱為「常開觸點」；處於接通狀態的靜觸點稱為「常閉觸點」。

2、熱敏幹簧繼電器的工作原理和特性

熱敏幹簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關，它由感溫磁環、恆磁環、幹簧管、導熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成，熱敏幹簧繼電器不用線圈勵磁，而由恆磁環產生的磁力驅動開關動作，恆磁環能否向幹簧管提供磁力是由感溫磁環的溫控特性決定的。

3、固態繼電器（SSR）的工作原理和特性

固態繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另兩個接線端為輸出端的四端器件，中間採用隔離器件實現輸入輸出的電隔離，固態繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型，按開關型式可分為常開型和常閉型，按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。

二、繼電器主要產品技術參數

1、額定工作電壓

是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓，根據繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓，實際項目中常用的有直流24V和交流220V。

2、直流電阻

是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。

3、吸合電流

是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大於吸合電流，這樣繼電器才能穩定地工作，而對於線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。

4、釋放電流

是指繼電器產生釋放動作的最大電流，當繼電器吸合狀態的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態，這時的電流遠遠小於吸合電流。

5、觸點切換電壓和電流

是指繼電器允許加載的電壓和電流，它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。

三、繼電器測試

1、測觸點電阻

用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點與動點電阻，其阻值應為0，(用更加精確方式可測得觸點阻值在100毫歐以內)；而常開觸點與動點的阻值就為無窮大，由此可以區別出那個是常閉觸點，那個是常開觸點。

2、測線圈電阻

可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現象。

3、測量吸合電壓和吸合電流

找來可調穩壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電迴路中串入電流表進行監測，慢慢調高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時，記下該吸合電壓和吸合電流，為求準確，可以試多幾次而求平均值。

4、測量釋放電壓和釋放電流

也是像上述那樣連接測試，當繼電器發生吸合後，再逐漸降低供電電壓，當聽到繼電器再次發生釋放聲音時，記下此時的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10～50％，如果釋放電壓太小（小於1/10的吸合電壓），則不能正常使用了，這樣會對電路的穩定性造成威脅，工作不可靠。

四、繼電器的電器符號和觸點形式

繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示，如果繼電器有兩個線圈，就畫兩個並列的長方框。同時在長方框內或長方框旁標上繼電器的文字符號「J」。

繼電器的觸點有兩種表示方法：

一種是把它們直接畫在長方框一側，這種表示法較為直觀。

另一種是按照電路連接的需要，把各個觸點分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標註上相同的文字符號，並將觸點組編上號碼，以示區別。

繼電器的觸點有三種基本形式：

1、動合型（H型）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電後，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭「H」表示。

2、動斷型（D型）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電後兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭「D」表示。

3、轉換型（Z型）這是觸點組型，這種觸點組共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點，線圈不通電時，動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合，線圈通電後，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態，達到轉換的目的，這樣的觸點組稱為轉換觸點，用「轉」字的拼音字頭「z」表示。

五、繼電器的選用

1、先了解必要的條件

a.控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；

b.被控制電路中的電壓和電流；

c.被控電路需要幾組、什麼形式的觸點，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，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定的。

2、查閱有關資料確定使用條件後，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規格號，若手頭已有繼電器，可依據資料核對是否可以利用，最後考慮尺寸是否合適。

3、注意器具的容積，若是用於一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局，對於小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品。

六、實際項目中的應用 

1、實際項目中一般的場合常用的是電磁繼電器，即，常說的，中間繼電器；在電氣圖紙中用KA表示，比如：KA1表示第一個，KA2表示第二個，以此類推；觸點機械動作壽命一般是100萬次左右。

2、在頻繁通斷動作項目中，常用固態繼電器，固態繼電器由電路的工作狀態變換實現「通」和「斷」的開關功能，沒有電接觸點，所以它有許多普通繼電器不具備的優點，即工作高可靠、長壽命、無動作噪聲、耐振耐機械衝擊。

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