繼電器的種類及其應(yīng)用

1、繼電器的種類及其應(yīng)用1前 言 繼電器是控制系統(tǒng)中一種重要的元件它的作用就是按照某重要求接通或斷開控制系統(tǒng)中的電路 常用的 繼電器是有觸點(diǎn)的觸點(diǎn)有通和斷兩種狀態(tài)狀態(tài)的改變由某種機(jī)構(gòu)帶動(dòng) 例如可以用一個(gè)電磁鐵的吸合或斷開控制觸點(diǎn)狀態(tài)這樣就組成一個(gè)電磁式繼電器因此繼電器就是根據(jù)某種物理量的變化來改變其觸點(diǎn)狀態(tài)的控制元件 根據(jù)動(dòng)作原理不同，繼電器可以分為：電磁式感應(yīng)式電子式熱效應(yīng)式氣動(dòng)式和電動(dòng)機(jī)式等最常用的是電磁式繼電器它是根據(jù)吸引線圈中的電流量的大小來動(dòng)作的2繼電器的作用繼電器在控制系統(tǒng)中的主要作用有下列兩點(diǎn)：（1）傳遞信號(hào) 它用觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換接通或斷開電路以傳遞控制信號(hào)（2）功率放大 使繼電器動(dòng)作的功

2、率通常是很小的而被其觸點(diǎn)所控制電路的功率要大得多從而達(dá)到功率放大的目的3控制系統(tǒng)中使用的繼電器種類很多下面僅介紹幾種常用的繼電器電壓及電流繼電器時(shí)間繼電器中間繼電器4電壓及電流繼電器 在電動(dòng)及控制系統(tǒng)中需要監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的負(fù)載狀態(tài)當(dāng)負(fù)載過大或發(fā)生短路時(shí)應(yīng)使電動(dòng)及自動(dòng)脫離電源此時(shí)可用電流繼電器來反映電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流的變化 電壓和電流繼電器都是電磁式繼電器它們的動(dòng)作原理和接觸器基本相同 由于觸點(diǎn)容量小一般沒有滅弧裝置 此外同一繼電器的所有觸點(diǎn)容量一般都是相同的不像接觸器那樣分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn) 5 繼電器分為交流和直流兩種：吸引線圈采用直流控制的叫直流繼電器；吸引線圈采用交流控制的叫交流繼電器 電磁式繼

3、電器的作用原理如下：當(dāng)線圈通電時(shí)銜鐵承受兩個(gè)方向彼此相反的作用力即電磁鐵的吸力和彈簧的拉力當(dāng)吸力大于彈簧拉歷時(shí)銜鐵被吸住觸點(diǎn)閉合線圈斷開后線貼在彈簧拉力作用下離開鐵心觸點(diǎn)打開觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)繼電器的吸力是由鐵心中磁通量的大小決定的也就是由激磁線圈的匝數(shù)決定的因此電壓和電流在結(jié)構(gòu)上基本相同只是吸引線圈有所不同6 電壓繼電器采用多匝數(shù)小電流的線圈電流繼電器則采用少匝數(shù)大電流的線圈故電壓繼電器線圈的導(dǎo)線截面較小而電流繼電器的線勸導(dǎo)線截面較大 對(duì)于同一系列的繼電器可以利用更換線圈的方法應(yīng)用于不同電壓和電流的電路7時(shí)間繼電器 在控制線路中為了達(dá)到控制的順序性完善保護(hù)等目的常常需要使某些裝置的動(dòng)作有一定的延

4、緩例如順序切除繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中的各段啟動(dòng)電阻等這時(shí)往往要采用時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器的特點(diǎn)是當(dāng)?shù)玫娇刂菩盘?hào)后（如繼電器線圈接通或斷開電源）其觸點(diǎn)狀態(tài)并不立即改變而是經(jīng)過一段時(shí)間的延遲后觸點(diǎn)才閉合或斷開因此這種繼電器又稱為延時(shí)繼電器延時(shí)繼電器的種類很多根據(jù)動(dòng)作原理可分為：電磁式電子式氣動(dòng)式鐘表機(jī)構(gòu)適和電動(dòng)機(jī)式等應(yīng)用最廣泛的是直流電磁式時(shí)間繼電器和空氣式時(shí)間繼電器8直流電磁式時(shí)間繼電器 直流電磁式時(shí)間繼電器的工作原理于直流電磁式電壓和電流繼電器在結(jié)構(gòu)上基本相同只是再鐵心和線圈之間加入了一個(gè)阻尼銅套當(dāng)銜鐵未被吸合時(shí)磁路氣隙大線圈電感小 通電后激磁電流很快建立將銜鐵吸合繼電器處點(diǎn)立即改變狀態(tài)這個(gè)吸合

5、過程與電壓繼電器基本上是相同的繼電器的延時(shí)作用是在線圈斷電時(shí)產(chǎn)生的 9 在線圈斷電之后鐵心中磁通將衰減由于有銅套存在磁通變化將再銅套中感生電勢(shì)并產(chǎn)生電流企圖阻止磁通的改變因此鐵心中的磁通不會(huì)很快消失而是近似地按照指數(shù)曲線下降由于銅套電阻小感應(yīng)電流衰減較慢所以鐵心中磁通下降也慢經(jīng)過一段時(shí)間當(dāng)磁通下降到一定程度鐵心吸力不足以維持銜鐵的吸合狀態(tài)時(shí)銜鐵打開繼電器釋放觸點(diǎn)狀態(tài)改變 由此可見這種繼電器再吸合時(shí)是瞬時(shí)動(dòng)作的而在釋放時(shí)才能得到延時(shí)即線圈斷電后觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作這是它的主要特點(diǎn)再選擇和使用直流電磁式時(shí)間繼電器時(shí)必須注意10 上述延時(shí)方法是將繼電器線圈斷開借助于銅套的阻尼作用的到延時(shí)特性 此外還有一種得

6、到延時(shí)的方法就是將線圈短路以構(gòu)成感應(yīng)電流通路利用線圈本身的阻尼作用的到延時(shí)此時(shí)繼電器可以帶銅套也可以不帶 如不帶銅套則應(yīng)采用匝數(shù)較多和導(dǎo)線截面較粗的線圈增大電感減小電阻以便得到較長的延時(shí)采用這種方法操作當(dāng)線圈短路時(shí)線圈激磁電源的電路中應(yīng)串入電阻以防電源短路11調(diào)整繼電器的延時(shí) 根據(jù)不同的控制要求需要得到不同的延時(shí)量此時(shí)需要調(diào)整繼電器的延時(shí)調(diào)整的方法有兩種 （1）在銜鐵上裝設(shè)不同厚度的非磁性墊片以改變銜鐵吸合時(shí)的氣隙氣隙加大磁阻增加磁通衰減加快延時(shí)將減小 （2）改變銜鐵返回彈簧的壓力增大彈簧壓力后在鐵心磁通（它決定吸力）還比較大的情況下銜鐵即被拉開延時(shí)減小 第一種方法調(diào)整延時(shí)的幅度較大所以一般先

7、改變墊片厚度做粗調(diào)然后改變彈簧壓力作微調(diào)以得到準(zhǔn)確的延時(shí)12空氣式時(shí)間繼電器 直流電磁式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)簡單工作牢靠在控制系統(tǒng)中應(yīng)用很廣但它的延時(shí)時(shí)間比較短在需要較長延時(shí)的控制線路中則應(yīng)采用其他形式的時(shí)間繼電器如空氣式電子式鐘表機(jī)械式等 空氣式時(shí)間繼電器由底板空氣室雙斷點(diǎn)行程開關(guān)和操作電磁鐵等幾部分組成繼電器帶有瞬時(shí)動(dòng)作和延時(shí)動(dòng)作兩組觸點(diǎn)（行程開關(guān)觸點(diǎn)）瞬時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)由電磁機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)延時(shí)觸點(diǎn)則由空氣室中的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)延時(shí)長短是靠轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)頭改變進(jìn)入空氣室的空氣量來達(dá)到的13中間繼電器 中間繼電器的作用是增加被控制線路的數(shù)量或加大觸點(diǎn)允許的斷開容量以達(dá)到分配控制信號(hào)和功率放大的目的 中間繼電器有交

8、直流兩種 中間繼電器的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多一般在34對(duì)以上觸點(diǎn)形式常采用橋形觸點(diǎn)（與接觸器輔助觸點(diǎn)相同）動(dòng)作功率較大的中間繼電器與小型接觸器的結(jié)構(gòu)相同14繼電器在生產(chǎn)中的應(yīng)用 在實(shí)際生產(chǎn)過程中控制電路一般由邏輯電路記憶（自鎖）電路順序動(dòng)作電路等組合而成 1基本邏輯電路 控制電路要起到邏輯判斷的作用必須有相應(yīng)的邏輯電路而最基本的邏輯電路是“與” 邏輯電路（AND電路）“或” 邏輯電路（OR電路）和“非” 邏輯電路（NOT電路）15（1）“與”邏輯電路 由幾個(gè)繼電器（或按鈕開關(guān)）的常開觸點(diǎn)和一個(gè)繼電器線圈串聯(lián)而構(gòu)成“與” 邏輯電路 如圖所示只有當(dāng)兩個(gè)觸點(diǎn)SB1和SB2都閉合時(shí)線圈KM才通電繼電器才動(dòng)

9、作它具有“與”邏輯的功能故稱為“與”邏輯電路這種電路在條件控制中經(jīng)常使用SB1SB2KM16（2）“或”邏輯電路 由幾個(gè)繼電器（或開關(guān)）的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后與繼電器線圈串聯(lián)則構(gòu)成了“或”邏輯電路 由圖看出只要兩個(gè)觸點(diǎn)KA1和KA2中的任意一個(gè)閉合線圈KM則通電繼電器就動(dòng)作它具有“或”邏輯功能所以稱為“或”邏輯電路KMKA1KA217（3）“非”邏輯電路 如圖所示當(dāng)SB常開觸點(diǎn)閉合時(shí)繼電器KA1通電動(dòng)作其常閉觸點(diǎn)KA1斷開使繼電器KA2線圈斷電常開觸點(diǎn)KA2復(fù)位所以觸點(diǎn)SB和線圈KA2的狀態(tài)相反具有“非”邏輯功能SBKA1KA2KA1KA218 2記憶（自鎖）電路 如圖所示電路為由繼電器繼電器自身的

10、常開輔助觸點(diǎn)按鈕開關(guān)構(gòu)成的具有記憶（自鎖）功能的電路 在該電路中若按下啟動(dòng)按鈕SB2則電流沿圖中所示的虛線回路流通使繼電器線圈KM通電而動(dòng)作常開觸點(diǎn)KM閉合如果這時(shí)松開按鈕SB2因電流按圖中實(shí)線回路流通所以繼電器還繼續(xù)保持通電工作狀態(tài)這種電路只要按一下按鈕SB2 后繼電器就能保持通電狀態(tài)這就是電路的記憶（自鎖）作用這種電路則稱為記憶（自鎖）電路 要解除這個(gè)電路的記憶時(shí)只要按一下停止按鈕SB1切斷流過繼電器的電流就可以是繼電器釋放凡是要求連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)都要采用自鎖電路KMSB1SB2KM193順序動(dòng)作電路 在某些機(jī)床中主軸必須在油泵工作后才能工作在銑床中只有主軸旋轉(zhuǎn)后工作臺(tái)方可移動(dòng)在皮帶運(yùn)輸機(jī)中只有前級(jí)停車后后級(jí)才能停車上述例子都要求電動(dòng)機(jī)由順序地啟動(dòng)和停止下面討論最基本的順序動(dòng)作電路