繼電器工作原理知識整理

2021-06-20 11:31:17 字數 2808 閱讀 3120

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,多觸點繼電器控制訊號達到某一定值時,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,用乙個很微小的控制量,可以控制很大功率的電路。

3) 綜合訊號。例如,當多個控制訊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,可以組成程式控制線路,從而實現自動化執行。

繼電器分類:

1、按工作原理和結構特性可分為:電磁繼電器、固體繼電器、溫度繼電器、舌簧繼電器、時間繼電器、高頻繼電器、極化繼電器、其他型別的繼電器(有繼電器,聲繼電器,熱繼電器,儀表式繼電器,霍爾效應繼電器,差動繼電器等)

2、按動作原理可分為:電磁型、感應型、整流型、電子型、數字型等

3、按繼電器的作用可分為:啟動繼電器、量度繼電器、時間繼電器、中間繼電器、訊號繼電器、出口繼電器

電磁繼電器的結構和工作原理:

電磁繼電器的構造:

如圖所示,a是電磁鐵,b是銜鐵,c是彈簧,d是動觸點,e是靜觸點。

電磁繼電器工作電路可分為低壓控制電路和高壓工作電路組成。控制電路是由電磁鐵a、

銜鐵b、低壓電源

e1和開關組成;工作電路是由小燈泡l、電源e2和相當於開關的靜觸點、動觸點組成。連線好工作電路,在常態時,d、e間未連通,工作電路斷開。用手指將動觸點壓下,則d、e間因動觸點與靜觸點接觸而將工作電路接通,小燈泡l發光。閉合開關s,銜鐵被電磁鐵吸下來,動觸點同時與兩個靜觸點接觸,使d、e間連通。這時彈簧被拉長,觀察到工作電路被接通,小燈泡l發光。斷開開關s,電磁鐵失去磁性,對銜鐵無吸引力。銜鐵在彈簧的拉力作用下回到原來的位置,動觸點與靜觸點分開,工作電路被切斷,小燈泡l不發光。

固態繼電器的結構與工作原理:

固態繼電器(solidstate relay, ssr)是一種由固態電子元件組成的新型無觸點開關,利用電子元件(如開關三極體、雙向可控矽等半導體元件)的開關特性,達到無觸點、無火花、而能接通和斷開電路的目的,因此又被稱為「無觸點開關」。相對於以往的「線圈—簧片觸點式」繼電器(electromechanical relay, emr),ssr沒有任何可動的機械零件,工作中也沒有任何機械動作,具有超越emr的優勢,如反應快、可靠度高、壽命長(ssr的開關次數可達108"109次,比一般emr的106高出百倍)、無動作雜訊、耐震、耐機械衝擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點使ssr在軍事、化工、和各種工業民用電控裝置中均有廣泛應用。固態繼電器的控制訊號所需的功率極低,因此可以用弱訊號控制強電流。同時交流型的ssr採用過零觸發技術,使ssr可以安全地用在計算機輸出介面,不會像emr那樣產生一系列對計算機的干擾,甚至會導致嚴重當機。比較常用的是dip封裝的型式。控制電壓和負載電壓按使用場合可以分成交流和直流兩大類,因此會有dc-ac、dc-dc、ac-ac、ac-dc四種型式,它們分別在交流或直流電源上做負載的開關,不能混用.

固態繼電器(solid state relays,縮寫ssr)是一種無觸點電子開關,由分立元器件、膜固定電阻網路和晶元,採用混合工藝組裝來實現控制迴路(輸入電路)與負載迴路(輸出電路)的電隔離及訊號耦合,由固態器件實現負載的通斷切換功能,內部無任何可動部件。儘管市場上的固態繼電器型號規格繁多,但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入(控制)電路,驅動電路和輸出(負載)電路三部分組成。

固態繼電器的輸入電路是為輸入控制訊號提供乙個迴路,使之成為固態繼電器的觸發訊號源。固態繼電器的輸入電路多為直流輸入,個別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻性輸入和恆流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性的正向變化。恆流輸入電路,在輸入電壓達到一定值時,電流不再隨電壓的公升高而明顯增大,這種繼電器可適用於相當寬的輸入電壓範圍。

固態繼電器的驅動電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發電路三部分。隔離耦合電路,目前多採用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光-三極體、光-雙向可控矽、光-二極體陣列(光-伏)等。高頻變壓器耦合,是在一定的輸入電壓下,形成約10mhz的自激振盪,通過變壓器磁芯將高頻訊號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、保護、顯示等各種功能電路。觸發電路的作用是給輸出器件提供觸發訊號。

固態繼電器的輸出電路是在觸發訊號的控制下,實現固態繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(晶元)和起瞬態抑制作用的吸收迴路組成,有時還包括反饋電路。目前,各種固態繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極體(transistor)、單向可控矽(thyristor或scr)、雙向可控矽(triac)、mos場效電晶體(mosfet)、絕緣柵型雙極電晶體(igbt)等。

過零觸發型ac—ssr為四端器件,其內部電路如圖所示。1、2為輸入端,3、4為輸出端。r0為限流電阻,光耦合器將輸入與輸出電路在電氣上隔離開,v1構成反相器,r4、r5、v2和閘流體v3組成過零檢測電路,ur為雙向整流橋,由v3和ur用以獲得使雙向閘流體v4開啟的雙向觸發脈衝,r3、r7為分流電阻,分別用來保護v3和v4,r8和c組成浪湧吸收網路,以吸收電源中帶有的尖峰電壓或浪湧電流,防止對開關電路產生衝擊或干擾。

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