繼電器工作原理知識整理

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。

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　　繼電器是什麼?

　　所屬學科： 電力(一級學科) ;繼電保護與自動化(二級學科)

　　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。

　　繼電器的定義：繼電器是一種當輸入量(電、磁、聲、光、熱)達到一定值時，輸出量將發生跳躍式變化的自動控制器件。

　　繼電器常識

　　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。

　　繼電器幾種作用：

　　1) 擴大控制範圍。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。

　　2) 放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。

　　3) 綜合信號。例如，當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時，經過比較綜合，達到預定的控制效果。

　　4) 自動、遙控、監測。例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現自動化運行。

　　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」。

　　固態繼電器的原理及結構

　　SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關，不能混用。

　　下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理，圖1是它的工作原理框圖，圖1中的部件①-④構成交流SSR的主體，從整體上看，SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D)，是一種四端器件。

　　

　　圖1

　　工作時只要在A、B上加上一定的控制信號，就可以控制C、D兩端之間的「通」和「斷」，實現「開關」的功能，其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯繫， 以防止輸出端對輸入端的影響，耦合電路用的元件是「光耦合器」，它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高;由於輸入端的負載是發光二極體，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受「1」與「0」的邏輯電平控制。觸發電路的功能是產生合乎要求的觸發信號，驅動開關電路④工作，但由於開關電路在不加特殊控制電路時，將產生射頻幹擾並以高次諧波或尖峰等汙染電網，為此特設「過零控制電路」。所謂「過零」是指，當加入控制信號，交流電壓過零時，SSR即為通態;而當斷開控制信號後，SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時，SSR才為斷態。這種設計能防止高次諧波的幹擾和對電網的汙染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪湧(電壓)對開關器件雙向可控矽管的衝擊和幹擾(甚至誤動作)而設計的，一般是用「R-C」串聯吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。圖2是一種典型的交流型SSR的電原理圖。

　　

　　圖2

　　直流型的SSR與交流型的SSR相比，無過零控制電路，也不必設置吸收電路，開關器件一般用大功率開關三極體，其它工作原理相同。不過，直流型SSR在使用時應注意：①負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應在負載兩端並聯一隻二極體，極性如圖3所示，二極體的電流應等於工作電流，電壓應大於工作電壓的4倍。②SSR工作時應儘量把它靠近負載，其輸出引線應滿足負荷電流的需要。③使用電源屬經交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應足夠大。

　　

　　圖3

　　圖4 給出了幾種國內、外常見的SSR的外形。

　　

　　圖4

　　

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