上图是一张继电器控制灯泡的动态图,继电器有常开触点和常闭触点,动触点就是一个公共端,这是直流继电器,也就是继电器的线圈通过直流电时候(图上利用电池供电),带铁芯的线圈会输出对应的磁场,把衔铁吸附住,动触点一边会从常闭触点这边,跑到常开触点那边去,相当于常开触点吸合了。从图上来,启动/停止按钮,电池,继电器线圈形成了一个控制回路,只要这个回路吸合,线圈就会有电流通过,同时产生磁场。
常开触点,灯泡,还有另外一个灯泡的控制电源(图上是另外一个电池)形成形成了回路,当常开触点吸合了,这样这个回路是闭合的,电流将从控制电源的正端,流过灯泡,经过闭合的常开触点,然后再回到负极,这样灯泡会发光。
当启动/停止按钮断开时候,线圈会失去电流,这样衔铁没有了磁力的吸附,会通过弹簧复位,这样动触点的另外一端,会从常开触点这边,恢复到常闭触点这边去,灯泡的通电回路被强行断开,灯泡没有了电流,自然也会暗下来了。
所以继电器也被一些老电工称之为“磁吸”,它利用的是电磁铁的作用去控制了另外一个回路的吸合或者断开,电磁继电器里边,就需要有线圈,铁芯,弹簧,触点等关键配件来组成。触点一般有常开触点和常闭触点,两者往往有一个公共端,线圈没有带电情况下,常闭触点和公共端是短接的,常开触点和公共端是开路的;线圈带电以后,常开触点和公共端是短接的,常闭触点和公共端是开路的,刚好颠倒过来了,这样控制线圈的电压(电流),就可以控制触点串联的电路工作了。
设计时候,选择合适的触点的容量,线圈的电压(交流直流),这样可以实现了两个电路的隔离控制,比如可以设计和人接触的按钮是12伏电压,选择12伏的线圈,这样比较安全,人就是碰到线圈的电压,也不会电到自己。而触点这边,可以控制220伏甚至更高的电压,来直接驱动电机之类的器件的启停,或者是电流比较大的其他负载,这样能实现了“四两拨千斤”的控制作用。
继电器是美国的科学家在1831年左右发明的,电感的单位还是以他命名的,比法拉第更早发现电磁作用,继电器经过100多年的发展,已经形成了各种形式的,比如时间继电器,温度继电器,舌簧继电器,热继电器,差动继电器,光继电器,声音继电器,霍尔继电器,现在还有固态继电器等,从机械到电子,各种形态都有。
详情请见:继电器的工作原理
继电器是一种电控制元件,是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时,在输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。
它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。
通常应用于自动化的控制电路中,它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
继电器的主要分类:
1.按继电器的工作原理或结构特征分类
1)电磁继电器:
利用输入电路内电路在电磁铁铁芯继电器与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器。
2)固体继电器:
指元件履行其功能而无机械运动构件的,输入和输出隔离的一种继电器。
3)温度继电器:
当外界温度达到给定值时而动作的继电器。
4)舌簧继电器:
利用密封在管内,具有触电簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧动作来开,闭或转换线路的继电器
5):当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定时间才闭合或断开其被控线路继电器。
6)高频继电器:用于切换高频,射频线路而具有最小损耗的继电器。
7)极化继电器:
有极化磁场与控制电流通过控制线圈所产生的磁场综合作用而动作的继电器。
继电器的动作方向取决于控制线圈中流过的的电流方向。
8)其他类型的继电器:
如光继电器,声继电器,,仪表式继电器,霍尔效应继电器,差动继电器等。
继电器的主要作用
作为控制元件,概括起来,继电器有如下几种作用:
1)扩大控制范围:
例如,多触点继电器控制信号达到某一定值时,可以按触点组的不同形式,同时换接、开断、接通多路电路。
2)放大:例如,灵敏型继电器、等,用一个很微小的控制量,可以控制很大功率的电路。
3)综合信号:例如,当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时,经过比较综合,达到预定的控制效果。
4)自动、遥控、监测:例如,自动装置上的继电器与其他电器一起,可以组成程序控制线路,从而实现自动化运行。
继电器是具有隔离功能的自动开关元件,广泛应用于遥控、遥测、继电器通讯、自动控制、及电子设备中,是重要的控制元件之一。
继电器一般都有能反映一定输入变量(如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等)的感应机构(输入部分);
有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构(输出部分);
在继电器的输入部分和输出部分之间,还有对输入量进行耦合隔离,功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构(驱动部分)。
在控制电路中经常会用到,如果应用不当,控制电路就会出现异常动作。时间继电器的输入部分具有延时控制的功能,能使其输出部分达到一定的时间后才会有输出动作。
一、时间继电器的输入部分——线圈
1、时间继电器的计时
时间继电器有通电延时型和断电延时型。通电延时型就是在时间继电器的输入端得电时,继电器开始计时;断电延时型就是在时间继电器的输入端失电时,继电器开始计时。
无论那种时间继电器,只要计时时间与设置时间相等时,其输出触点才会有动作,以达到计时控制电路的目的。
2、时间继电器的复位
时间继电器在使用完后,要立即复位,以便于下一次的使用。如果重复使用的间隔时间小于复位时间,控制电路就会异常。
通电延时型是在失电后自动复位;断电延时型是得电自动复位。
3、时间继电器的符号
一般线圈符号如下图所示通电延时型线圈的符号如下图所示断电延时型线圈的符号如下图所示
二、时间继电器的输出部分——触点
1、时间继电器的一般触点
时间继电器也有一般触点。这种触点与普通继电器的触点相同,即触点是随线圈得失电一同动作的。符号如下图所示。
常开触点随线圈得电而瞬时闭合,随线圈失电瞬时复位而断开;
常闭触点随线圈得电而瞬时断开,随线圈失电瞬时复位而闭合。
2、时间继电器的延时触点
时间继电器的延时触点也有常开触点、常闭触点。(http://www.diangon.com/版权所有)在通电的瞬时会有开闭的动作,在计时(延时)后也会有开闭的动作,这样,触点就有四种排列组合的状态。
1)通电瞬时的动作状态
(1)常开触点的动作状态有两种
通电瞬时,常开触点有两种状态:一是保持原态(即无动作),二是闭合状态(即有动作)。
通电瞬时保持原态的符号如下图所示通电瞬时闭合状态的符号如下图所示
(2)常闭触点的动作状态有两种
通电瞬时,常闭触点有两种状态:一是保持原态(即无动作),二是断开状态(即有动作)。
通电瞬时保持原态的符号如下图所示通电瞬时断开状态的符号如下图所示
3、时间继电器动触点的动作
1)通电瞬时动作
每一个时间继电器的动触点上都画有一个半圆弧,在半圆弧上有两条横线,可以把这个符号看作一个箭头,更能让人理解,如下图所示。
这个符号表示在通电的瞬时,动触点的运动方向,即动触点会沿着上图中箭头的方向运动。
2)计数完成瞬时动作
时间继电器在完成计时的瞬时,动触点会沿着上图中箭头的相反方向运动。
3)复位瞬时动作
时间继电器的线圈在完成计时工作后,在满足复位条件时,所有触点都会自行回复到初始状态。
三、时间继电器的具体应用要注意二点
1、时间继电器的三个关键点
1)计时的开始点
通电延时型时间继电器计时点的选择,应选在需要计时的控制电路发出计时信号时,为时间继电器供电,才能进行计时。
断电延时型时间继电器计时点的选择,应选在需要计时的控制电路发出计时信号时,断开时间继电器的供电,才能进行计时。
2)计时的结束点
计时结束点有两个含义:一是指设置时间等于计时时间这个点;二是指输出触点的动作这个点。此处的重点是后者。输出触点要能准确无误地输出计时完成信号。
3)复位点
时间继电器的复位,是为了清除上一次的计数内容,以便于下一次的使用。如果不复位,下一次使用就会出现异常。特别要注意的是:两次使用之间的间隔时间应大于复位的时间,这在机械式时间继电器中尤为重要。
2、计时的开始点、结束点、复位点之间的关系
1)时间继电器在使用后,存在复位的问题,因此,绝大多数控制电路,都是在时间继电器输出的下一级电路,准确的得到计时完成信号后,再反转来去切断时间继电器的供电(通电延时型)、或为时间继电器供电(断电延时型)。
2)在时间继电器的上、下级控制电路中,往往还存在着不能同时工作的元件状态,如果时间继电器在这些点上不能准确无误地完成上、下控制电路的功能转换,就会造成冒险与竟争的不良的后果。