继电器的工作原理

继电器一、继电器的工作原理和特性

继电器是一种电子控制器件，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），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“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。

1、电磁继电器的工作原理和特性。

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要**圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

「继电器(relay)」也是一种电门，但与一般开关不同，继电器并非以机械方式控制，而是一种以电磁力来控制切换方向的电门。当线圈通电后，会使中心的软铁核心产生磁性，将横向的摆臂吸下，而臂的右侧则迫使电门接点相接，使两接点形成通路。

简单的单轴单切式继电器，一颗继电器也可以同时切换多组电门，一个双轴双切的继电器，它有八支接脚，排列方式如图上接脚编号。另外继电器规格除了电门接点数目不同，还要注意线圈的工作电压是直流或是交流电，使用的电压电流大小，切换电门耐电压程度等，继电器的规格有6v、9v、12v、24v、48v、100v、110v、200v、220v…等，例如一般工业界常用的继电器接点可以耐电压电流110vac-10a，线圈使用电压为24vdc，共有二组或三组接点。低电压的直流继电器可以直接用电晶体推动，使用极为方便。

一般继电器规格中它并不会说明继电器需要多少电流可以驱动线圈，在使用时可以量测线圈内的电阻值，就可以利用欧姆定律换算出耗电流，如果我们量测阻值为150w，线圈驱动电压24vdc，耗电流为24v/150w=0.16a，这样就可以知道电源**器需要**多大的电流，才能使继电器作动。

继电器是相当重要且常见的电子元件，在许多机械控制上都相当有用。

5．把直流电铃改制成电磁继电器。

把电铃的电磁线圈与弹簧片连的一端断开（参看初中物理课本中的电铃图），经过开关接到电源上，这个线圈就作为继电器的电磁线圈。把弹簧片衔铁作为动触片。把原来与衔铁相接触的螺钉触点作为常闭触点。

在铃碗**螺丝上接一条导线（连接工作电路），铃锤与铃碗接触敲击点为常开触点。

先调节螺钉使衔铁靠近电磁线圈，使铃锤与铃碗距离最近但没有接触。接上额定电压，衔铁被电磁线圈吸住，铃锤与铃碗接触，再调节螺钉使衔铁与螺钉刚好离开，此时将螺钉固定好，电铃就可以作电磁继电器用了。不过它的吸合电流比一般小型电磁继电器的吸合电流要大些，但作为实验用是可以的。

应注意的是，各部分之间应绝缘良好，以防常闭、常开触点失控。如果铃锤与铃碗生锈，可用砂纸将接触点擦干净。

实验结束后，再将其恢复原状，并不影响电铃的性能。

如何选用继电器

在通讯设备、自动装置、家用电器、汽车电子装置等凡是需要电路转换功能的地方，都可以选用继电器。由于应用领域很广，不同用户对继电器的要求千差万别。为满足各种不同应用领域的使用要求，各继电器生产厂家开发了许多不同型号、不同规格、不同使用性能的继电器；随着科学技术的发展，新结构、高性能、高可靠的继电器不断地涌现。

面对品种规格繁多的继电器产品，如何合理选择、正确使用，将直接影响到整机的性能、可靠性。如何合理选用继电器？首先要深入分析、研究整机的使用条件、技术要求，按照“价值工程”原理，合理地提出入选继电器产品必须达到的技术性能。

我们的技术人员、销售人员应介入继电器的选型，发挥我们的优势，当好参谋，做好售前、售后服务。可以按下述要点，逐项开展分析、研究：外形及安装方式、安装尺寸；输入参量；输出参量；环境条件；安全要求；可靠性要求。

下面按上述要求分别阐述。

一、外形、安装方式、安装尺寸。

继电器的外形、安装方式、安装尺寸品种很多，用户必须按整机的具体要求，提出具体的安装面积，允许继电器的高度、安装方式、安装尺寸。这是选择继电器首先要考虑的问题。以下几个问题，选用时应予以注意：

1. 对于pc板式引出脚；脚间距大都为2.54×n(n……以下同)，如jzw5；也有2.

5n，如jzg2-2/b；也有不符合标准间距的继电器，如mr72。引出脚的长度一般为3.5。

2. 引出脚的可焊性、继电器的抗焊接热、引出脚相对底座的不垂直度等应有严格的要求。

3. 快连接式继电器；快连接引出脚通常有250##（4.75×0.5）2种。这类引出脚要特别注意插拔力要求，250#引出脚：拔力矩＞ 187#引出脚：拔力矩＞

二、输入参量。

不同种类的输入参量，是选择继电器型号的重要依据。常见的输入参量的种类有：

1．交流输入参量。当输入参量为交流电压（电流）时，应选用交流继电器。选用这一类型的继电器，应注意以下几个问题：

交流频率---交流继电器输入电压（电流）的频率一般为50hz，或60hz。由于二者线圈的感抗不同，吸动电压有明显差异。合同中应予注明。

环境温度---交流继电器由于存在涡流损耗、磁滞损耗，继电器的温升较高，一般为70℃到80℃。工作环境温度不宜过高，最好为40℃到65℃，确定环境温度的计算公式：t1≤t2-t3-150c；注：

t1：继电器最高环境温度，0c； t2：漆包线、绝缘材料最高允许长期工作温度0c （b级为1300c；f级为1550c） t3：

继电器平均温升，0c。由此可见，当提高环境温度，要求漆包线及绝缘材料的耐温等级相应提高，继电器成本将大幅度上升。交流噪声---继电器工作时，会发出交流噪声。

初始要求小于45db（分贝），实际使用中，由于磁极间出现砂尘等污物、机械参数的变化，交流噪声会有所增大。吸动电压---交流继电器的吸动电压一般小于80%vh(额定工作电压以下同)；允许最高吸动电压＜90%vh。用供电电压直接激励的继电器，当供电电压波动幅度大于±10%，将导致继电器的失效，电压过低，吸动不可靠，会出现似吸非吸而失效；电压过高，温升上升，继电器绝缘受损而失效。

当供电电压大于±10%时（如农村电网电压波动大）。合同中应提出，将吸动电压酌情降低；选择较高耐温等级的漆包线、绝缘材料。

2．直流输入参量。这类继电器应用很广，分几种情况加以讨论。选择直流继电器，突出问题是灵敏度l（线圈额定功耗）问题，l与输出功率大小、外形尺寸、环境条件（环境温度，振动、冲击……）有关，确定继电器灵敏度应十分谨慎，不可片面强调灵敏度，而牺牲其他性能。

当对灵敏度要求不高时，可采用一般灵敏度的直流继电器；当灵敏度要求较高，输出功率为强电，环境条件苛刻，可用固态继电器、中等灵敏度的继电器；当要求高灵敏度（如0.2w以下），可采用混合继电器、极化继电器。但混合继电器的**较高，体积较大；极化继电器环境适应性较差，负载能力不高。

当输入电压持续时间较长，如几个小时、几天、几个月、建议采用磁保持继电器。有几个好处：节省输入电能；降低继电器温升；提高环境适应性。

但要求输入量为脉冲，有极性要求，输入线路复杂化。如磁卡电表用继电器、卫星电源控制用继电器，继电器触点在一种导通状态下可连续工作几十小时，几个月，采用磁保持很合算。在电能消耗严加控制的场合下，经常采用磁保持继电器。

当输入参量频率达10hz及以上，要求继电器快速动作时，应选用舌簧继电器、极化继电器或固态继电器。舌簧继电器动作频率可达50次/秒，**低廉，但触点负载能力低，一般只能达50ma、28vdc；极化继电器、固态继电器、切换速度可达100次/秒，工作可靠，但**高，体积较大；

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