“以弱控強”的電磁繼電器

電磁繼電器是一種的具有隔離功能的電磁操縱自動開關(guān)，它由控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)兩部分組成。它可做成利用聲、光、磁、熱等信號控制的自動開關(guān)，可以實現(xiàn)用一個低壓安全電路去控制另一個高壓或大電流電路等電路，并實現(xiàn)控制電路與被控電路之間的電氣是隔離的。

由于電磁繼電器具有控制可靠、隔離、控制形式多樣(接通、斷開或轉(zhuǎn)換)、可同時控制多組負(fù)載等特點，所以在自動控制、遙控、安全保護、信號交換等機電一體化及電力電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，是重要的控制器件之一。

結(jié)構(gòu)及原理

圖所示是常用普通電磁繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由鐵芯、線圈、銜鐵(動鐵芯)、彈簧、動觸點、靜觸點和一些接線端等組成。靜觸點包括常閉觸點(動斷觸點)、常開觸點(動合觸點)兩種。觸點的材料通常用銅、銀、金及其合金，其中以鉑金合金為最好，這樣的觸點接觸電阻小，并且不易氧化。平時，隨銜鐵聯(lián)動的動觸點與常閉觸點接通。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服彈簧的返回拉力吸向鐵芯，從而帶動動觸點與常閉觸點分離、與常開觸點接通，這一過程被稱為電磁繼電器的“吸合(動作)”。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力下返回原來的位置，于是動觸點與常閉觸點恢復(fù)接通、與常開觸點分離，這一過程被稱為電磁繼電器的“釋放(復(fù)位)”。可見，隨著電磁繼電器的通電“吸合”和斷電“釋放”,通過觸點組就可以輕而易舉地實現(xiàn)對被控電路的“開”或“關(guān)”控制。由于通過線圈的工作電流與觸點之間并沒有電的聯(lián)系，所以控制電路與被控制電路之間在電氣上是隔離的。

圖電磁繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

對于電磁繼電器的各個觸點，可以這樣來理解和區(qū)分：在線圈未通電的條件下，處于斷開狀態(tài)的靜觸點稱“常開觸點”,處于接通狀態(tài)的靜觸點稱“常閉觸點”。這兩種靜觸點分別與動觸點(公共觸點)配合，構(gòu)成一組完整的轉(zhuǎn)換觸點，才能完成對被控電路的“開”或“關(guān)”控制任務(wù)。而一個電磁繼電器可以同時存在數(shù)組這樣的觸點(每組中可以缺少常開或常閉觸點),以實現(xiàn)對多個不同負(fù)載的同步控制。

電磁繼電器的工作原理可通過圖所示的實驗電路來進一步說明：當(dāng)開關(guān)sa斷開時電磁繼電器的線圈無電流流過，線圈沒有磁場產(chǎn)生，電磁繼電器處于“釋放”狀態(tài)，其常開觸點斷開、常閉觸點閉合，燈泡h1不亮、h2亮。當(dāng)開關(guān)sa閉合時，電磁繼電器的線圈中有電流流過，線圈產(chǎn)生磁場吸合內(nèi)部銜鐵，使電磁繼電器處于“吸合”狀態(tài)，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開，結(jié)果燈泡h1亮、h2熄滅。可見，電磁繼電器是一種利用電磁原理來控制觸點開關(guān)通、斷的器件，它一般是用一種電回路去控制另一種電回路，這也是“繼電器”一詞的來歷。電磁繼電器的最大特點是：可以實現(xiàn)用較小的電流去控制較大的電流，用低電壓去控制高電壓，用直流電去控制交流電等，同時可以實現(xiàn)控制電路與被控電路之間電氣的隔離。

外形和種類

常用電磁繼電器的外形及分類如圖所示。電磁繼電器幾乎全部都封裝在塑料、有機玻璃或金屬防塵罩內(nèi)，有的還是全密封的，以防人體觸電或觸點氧化。一般小型電磁繼電器的密封性要遠優(yōu)于體積較大的繼電器，這是因為它們大多數(shù)都設(shè)計制造成能夠直接在印制電路板上焊接、并符合線路板整體清洗要求的產(chǎn)品，從而為使用提供方便。

圖電磁繼電器的分類

常用電磁繼電器種類很多，按照體積大小不同，可分為圖(a)所示的微型、超小型和小型3種；按照封裝形式不同，可分為圖(b)所示的不能打開外殼的全密封式、能夠打開外殼的封閉式和不多見的無外殼敞開式；按照工作電壓類型的不同，可分為直流型電磁繼電器、交流型電磁繼電器和脈沖型電磁繼電器。按照觸點形式的不同，可分為常開觸點電磁繼電器、常閉觸點電磁繼電器和轉(zhuǎn)換觸點電磁繼電器。按照觸點數(shù)量的不同，可分為圖(c)所示的單組觸點電磁繼電器和多組觸點電磁繼電器兩類。多組觸點電磁繼電器既可以包括多組相同形式的觸點，也可以包括多組不同形式的觸點，它們可同時動作。

主要參數(shù)

選用電磁繼電器需要關(guān)注的主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)有以下幾種。①額定工作電壓(電流)。這是指電磁繼電器可靠地工作時需要加在線圈兩端的電壓(或流過線圈的電流)。根據(jù)電磁繼電器的型號不同，可以是交流電，也可以是直流電。而同一種型號的電磁繼電器，往往有多種額定工作電壓(電流)以供選擇，并在型號后面加規(guī)格號來區(qū)別。實際應(yīng)用時，線圈兩端所加的工作電壓(或流過的電流)一般不允許超過額定工作電壓(或電流)的1.5倍，否則會因過熱而把線圈燒毀。

②線圈電阻。這是指電磁繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表來測量。對于直流電磁繼電器，線圈電阻與額定工作電壓和額定工作電流的關(guān)系符合歐姆定律，即線圈電阻=額定工作電壓÷額定工作電流。

③吸合電壓(電流)。這是指電磁繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電壓(電流)。在正常使用時，加在線圈兩端的電壓(或通過線圈的電流)必須大于吸合電壓(電流)、等于額定工作電壓(電流),這樣才能保證電磁繼電器穩(wěn)定可靠地吸動。吸合電壓為額定工作電壓的60%～85%。

④釋放電壓(電流)。這是指電磁繼電器產(chǎn)生釋放動作時所允許殘存于線圈兩端的最大電壓(電流)。當(dāng)電磁繼電器在吸合狀態(tài)下的線圈工作電壓(或電流)減小到一定程度時，電磁繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。釋放電壓(電流)要遠小于吸合電壓(電流)。

⑤觸點負(fù)荷。也稱觸點容量，這是指電磁繼電器的觸點在切換負(fù)載時所能夠承受的最大電壓和電流值，它決定了觸點控制負(fù)載的能力。例如，jrx-11型電磁繼電器的觸點負(fù)荷為直流1a×28v或交流0.5a×220v。使用中通過觸點的電流、電壓均不應(yīng)超過規(guī)定值，否則會燒壞觸點，造成電磁繼電器的損壞。一個電磁繼電器的多組觸點的負(fù)荷一般都是相同的。