“以弱控強(qiáng)"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(dòng)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(hào)控制的自動(dòng)開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)用一個(gè)低壓安全電路去控制另一個(gè)高壓或大電流電路等電路，并實(shí)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(shí)控制多組負(fù)載等特點(diǎn)，所以在自動(dòng)控制、遙控、安全保護(hù)、信號(hào)交換等機(jī)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(dòng)鐵芯)、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)和一些接線端等組成。靜觸點(diǎn)包括常閉觸點(diǎn)(動(dòng)斷觸點(diǎn))、常開觸點(diǎn)(動(dòng)合觸點(diǎn))兩種。觸點(diǎn)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(diǎn)接觸電阻小，并且不易氧化。平時(shí)，隨銜鐵聯(lián)動(dòng)的動(dòng)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)接通。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)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(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)分離、與常開觸點(diǎn)接通，這一過程被稱為電磁繼電器的“吸合(動(dòng)作)"。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力下返回原來(lái)的位置，于是動(dòng)觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)恢復(fù)接通、與常開觸點(diǎn)分離，這一過程被稱為電磁繼電器的“釋放(復(fù)位)"?？梢?，隨著電磁繼電器的通電“吸合"和斷電“釋放",通過觸點(diǎn)組就可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)對(duì)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(diǎn)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(duì)于電磁繼電器的各個(gè)觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)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(diǎn)稱“常開觸點(diǎn)",處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱“常閉觸點(diǎn)"。這兩種靜觸點(diǎn)分別與動(dòng)觸點(diǎn)(公共觸點(diǎn))配合，構(gòu)成一組完整的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，才能完成對(duì)被控電路的“開"或“關(guān)"控制任務(wù)。而一個(gè)電磁繼電器可以同時(shí)存在數(shù)組這樣的觸點(diǎn)(每組中可以缺少常開或常閉觸點(diǎn)),以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)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(shí)驗(yàn)電路來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明：當(dāng)開關(guān)sa斷開時(shí)電磁繼電器的線圈無(wú)電流流過，線圈沒有磁場(chǎng)產(chǎn)生，電磁繼電器處于“釋放"狀態(tài)，其常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)閉合，燈泡h1不亮、h2亮。當(dāng)開關(guān)sa閉合時(shí)，電磁繼電器的線圈中有電流流過，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)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(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)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(lái)控制觸點(diǎn)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(lái)歷。電磁繼電器的最大特點(diǎn)是：可以實(shí)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(shí)可以實(shí)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(jī)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(diǎn)氧化。一般小型電磁繼電器的密封性要遠(yuǎn)優(yōu)于體積較大的繼電器，這是因?yàn)樗鼈兇蠖鄶?shù)都設(shè)計(jì)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(wú)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(diǎn)形式的不同，可分為常開觸點(diǎn)電磁繼電器、常閉觸點(diǎn)電磁繼電器和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)電磁繼電器。按照觸點(diǎn)數(shù)量的不同，可分為圖(c)所示的單組觸點(diǎn)電磁繼電器和多組觸點(diǎn)電磁繼電器兩類。多組觸點(diǎn)電磁繼電器既可以包括多組相同形式的觸點(diǎn)，也可以包括多組不同形式的觸點(diǎn)，它們可同時(shí)動(dòng)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(shí)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(hào)不同，可以是交流電，也可以是直流電。而同一種型號(hào)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(hào)后面加規(guī)格號(hào)來(lái)區(qū)別。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，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(huì)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(wàn)能表來(lái)測(cè)量。對(duì)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(dòng)作的最小電壓(電流)。在正常使用時(shí)，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(dòng)。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(dòng)作時(shí)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(shí)，電磁繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。釋放電壓(電流)要遠(yuǎn)小于吸合電壓(電流)。

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