繼電器是一種根據外界輸入的信号(電量,如電壓、電流;非電量,如時間、速度、熱量等)來控制電路的通、斷的自動切換電器,其觸點常接在控制電路中。值得注意的是,繼電器的觸點不能用來接通和分斷負載電路,這也是繼電器的作用與接觸器的作用的區别。
繼電器的種類很多。按輸入信号的不同可分為電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器、熱繼電器、速度繼電器與壓力繼電器等。
保護繼電器:熱繼電器、過電流繼電器、欠電壓繼電器.控制繼電器:時間繼電器、速度繼電器、中間繼電器.
按工作原理可分為電磁式繼電器 、感應式繼電器、熱敏式繼電器、機械式繼電器、電動式繼電器和電子式繼電器等。在電力拖動系統中,應用最多、最廣泛的是電磁式繼電器。
電磁式繼電器 :
電磁式繼電器是在輸入至電磁線圈中的電流的作用下,由其機械部件的相對運動而産生預定響應動作的一種電器。
主要有:交流電磁繼電器、直流電磁繼電器、磁保持繼電器、舌簧繼電器等。
電磁式繼電器的工作原理
電磁式繼電器的主要參數
1.靈敏度:使繼電器動作的最小功率稱為繼電器的靈敏度。
2.額定電壓和額定電流:對于電壓繼電器,它的線圈額定電壓為該繼電器的額定電壓;對于電流繼電器,它的線圈額定電流為該繼電器的額定電流。
3.吸合電壓或吸合電流:使繼電器銜鐵開始運動時線圈的電壓(電壓繼電器)或電流(電流繼電器)值,稱為吸合電壓或吸合電流,用UXH或IXH表示。
4.釋放電壓或釋放電流繼電器銜鐵開始釋放時線圈的電壓或電流,用USF或ISF表示。
5.返回系數釋放電壓(或電流)與吸合電壓(或電流)的比值,用K表示,K值恒小于1。
電壓繼電器的返回系數 K=USF/UXH
電流繼電器的返回系數 K=ISF/IXH
6.吸合時間和釋放時間:吸合時間是從線圈接受電信号到銜鐵完全吸合所需的時間;釋放時間是線圈失電到銜鐵完全釋放所需的時間。
7.整定值:根據控制系統的要求,預先使繼電器達到某一個吸合值或釋放值,這個預先設定的吸合值(電壓或電流)或釋放值(電壓或電流)就叫整定值。
熱繼電器
電動機在工作時,當負載過大、電壓過低或發生一相斷路故障時,電動機的電流都要增大,其值往往超過額定電流。如果超過不多,電路中熔斷器的熔體不會熔斷,但時間長了會影響電動機的壽命,甚至燒毀電動機,因此需要有過載保護。熱繼電器用于電動機的過載保護,它是利用電流熱效應使雙金屬片受熱後彎曲,通過聯動機構使觸點動作的自動電器。
由熱元件、觸頭、動作機構、複位按鈕和整定電流裝置五部分組成。
熱元件:由雙金屬片及繞在雙金屬片外面的電阻絲組成,雙金屬片由兩種熱膨脹系數不同的金屬片複合而成。
觸頭:由一個公共動觸頭、一個常開觸頭和一個常閉觸頭組成。
動作機構:由導闆、補償雙金屬片、推杆、杠杆、拉簧等組成。
複位按鈕:熱繼電器動作後進行手動複位的按鈕。整定電流裝置:由旋鈕和偏心輪組成,調節整定電流(熱繼電器長期不動作的最大電流)的大小。
2.工作原理
電動機過載時,電流通過串聯在定子電路中的電阻絲,使之發熱過量,雙金屬片受熱膨脹,因膨脹系數不同,膨脹系數較大的左邊一片的下端向右彎曲,通過導闆推動補償雙金屬片使推杆繞軸轉動,帶動杠杆使它繞軸轉動,将常閉觸頭斷開。接觸器線圈斷電,主觸頭釋放,使電動機脫離電源得到保護。
時間繼電器
在生産中,經常需要按一定的時間間隔來對生産機械進行控制。例如,電動機的降壓起動需要一定的時間,然後才能加上額定電壓;在一條自動線中的多台電動機,常需要分批起動,在第一批電動機起動後, 需經過一定時間才能起動第二批。這類自動控制稱為時間控制。 時間控制通常是利用時間繼電器來實現的。時間繼電器是一種能使感受部分在感受信号(線圈通電或斷電)後,自動延時輸出信号(觸點閉合或分斷)的繼電器。時間繼電器的種類很多,主要有電磁式、空氣阻尼式、晶體管式等。 分類:空氣阻尼式、電子式、電動式、電磁式
1.空氣阻尼式時間繼電器
根據延時特點分為:通電延時(如JS7-1A和JS7-2A);斷電延時(如JS7-3A和JS7-4A).
型号含義:
1)JS7-A系列時間繼電器的結構
n結構:如圖1-31示,主要由電磁機構、延時機構、工作觸頭等組成。 n通電延時型:銜鐵(動鐵心)位于靜鐵心和延時機構之間; n斷電延時型:靜鐵心位于銜鐵和延時機構之間.
(2)JS7-A系列時間繼電器的工作原理
①通電延時型時間繼電器
結構:見圖1-31(a)示.
原理:線圈1通電時,産生磁場,銜鐵3克服反力彈簧阻力與鐵心吸合,活塞杆6在塔形彈簧8作用下帶動活塞12及橡皮膜10向上移動,橡皮膜下方空氣室空氣變得稀薄形成負壓,活塞杆隻能緩慢移動,其移動速度由進氣孔氣隙大小來決定。經一段延時後,活塞杆通過杠杆7壓動微動開關15,使其觸頭動作,起到通電延時作用。
空氣阻尼式時間繼電器(通電延時)
線圈斷電時,銜鐵釋放,橡皮膜下方空氣室内的空氣通過活塞肩部所形成的單向閥迅速排出,使活塞杆、杠杆、微動開關等迅速複位。從線圈得電到觸頭動作的一段時間即為時間繼電器的延時時間,延時長短通過調節螺釘13調節進氣孔氣隙大小來改變。
時間繼電器的圖形、文字符号
電子式時間繼電器
又稱半導體時間繼電器,利用RC電路電容器充放電原理實現延時。
原理:主電源由變壓器二次側的18V電壓經整流、濾波獲得;輔助電源由變壓器二次側的12V電壓經整流、濾波獲得。當變壓器接通電源時,晶體管VT1導通,VT2截止,繼電器KA線圈中電流很小,KA不動作。兩個電源經可調電阻RP、R、KA常閉觸點向電容C充電,a點電位逐漸升高。當a點電位高于b點電位時,VT1截止,VT2導通,VT2集電極電流流過繼電器KA的線圈,KA動作,輸出控制信号。圖中,KA的常閉觸頭斷開充電電路,常開觸頭閉合将電容放電,為下次工作作好準備。 n調節RP,可改變延時時間。
特點:體積小、延時範圍大(0.2~300s)、延時精度高、壽命長. n輸出形式:有觸頭、無觸頭。 n主要技術數據:JSJ系列見表1-18(P34)。
新産品:JS14A系列、JS14P系列、JS20系列等。
速度繼電器
又稱反接制動繼電器,作用是與接觸器配合,對籠型異步電動機進行反接制動控制。
1.外形及結構 n主要由永久磁鐵制成的轉子、用矽鋼片疊成的鑄有籠形繞組的定子、支架、膠木擺杆和觸頭系統等組成.
2.工作原理 n速度繼電器與被控電動機同軸聯接,電動機制動時,仍會慣性旋轉,帶動速度繼電器的轉子一起轉動。轉子的旋轉磁場在速度繼電器定子繞組中感應出電動勢和電流,由左手定則可以确定。此時,定子受到與轉子轉向相同的電磁轉矩的作用,使定子和轉子沿着同一方向轉動。定子上固定的膠木擺杆也随着轉動,推動簧片(端部有動觸頭)與靜觸頭閉合(按軸的轉動方向而定)。靜觸頭又起擋塊作用,限制膠木擺杆繼續轉動。因此,轉子轉動時,定子隻能轉過一個不大的角度。當轉子轉速接近于零(低于100r/min)時,膠木擺杆恢複原來狀态,觸頭斷開,切斷電動機的反接制動電路。 n動作轉速一般不低于300r/min,複位轉速約在100r/min以下。
4 中間繼電器
中間繼電器在結構上是一個電壓繼電器,但它的觸點數多、觸點容量大(額定電流5-10A),是用來轉換控制信号的中間元件。
中間繼電器的輸入是線圈的通電或斷電信号,輸出信号形式為觸點的動作。
中間繼電器主要用途是當其他繼電器的觸點數或觸點容量不夠時,可借助中間繼電器來擴大它們的觸點數或觸點容量。
外形及結構:主要由線圈、靜鐵心、動鐵心、觸頭系 n統、反作用彈簧及複位彈 簧等組成。
工作原理:與CJ10-10等小型交流接觸器基本相同。觸頭沒有主、輔之分,其額定電流一般為5A。
圖形、文字符号:
選用原則:主要依據控制電路電壓等級,同時考慮所需觸頭數量、種類及容量。 n1.5.5 過電流繼電器 n主要用于頻繁、重載起動的場合作為電動機的過載和短路保護。常用型号:JT4、JL12及JL14等系列。 型号含義:
過電流繼電器的外形結構及動作原理
線圈串接在主電路中,當通過線圈的電流為額定值時,它所産生的電磁吸力不足以克服反作用彈簧力,常閉觸頭保持閉合狀态;當通過線圈的電流超過整定值後,電磁吸力大于反作用彈簧力,鐵心吸引銜鐵使常閉觸頭分斷,切斷控制回路,使負載得到保護。 n圖形、文字符号:
6 欠電壓繼電器
是根據線圈兩端電壓大小而接通或斷開控制電路的繼電器。這種繼電器線圈的導線細、匝數多、阻抗大,并聯在電路中。電壓繼電器有過電壓、欠電壓和零電壓繼電器之分。 常用型号:JT4P系列 n型号含義:
外形結構及動作原理:與JT4L過電流繼電器類似,不同點是電壓繼電器線圈匝數多、導線細、阻抗大,可直接并聯在兩相電源上。圖形、文字符号:
選用原則:主要依據電源電壓、控制線路所需觸頭種類和數量。
其他種類繼電器實物圖片
繼電器的檢驗與測試
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;而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。由此可以區别出那個是常閉觸點,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着開路現象。
3、測量吸合電壓和吸合電流:準備好可調穩壓電源和電流表,給繼電器輸入一組電壓,同時,在供電回路中串入電流表進行監測。然後慢慢調高電源電壓,聽到繼電器吸合的聲音時,記下該吸合電壓的數值和吸合電流的數值。
為求準确,可以多試幾次而求平均值。
4、測量釋放電壓和釋放電流:如同測量吸合電壓和吸合電流那樣連接測試,當繼電器吸合後,再逐漸降低供電電壓。當聽到繼電器再次發生釋放聲音時,記錄下此時的電壓和電流,應多次測試而取得平均的釋放電壓和釋放電流值。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(小于1/10的吸合電壓),則不能正常使用了,這樣的繼電器由于其工作不可靠會對電路的穩定性造成威脅。
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