繼電器的工作原理及作用

元件符號：

因為繼電器是由線圈和觸點組兩部分組成的，所以繼電器在電路圖中的圖形符號也包括兩部分：一個長方框表示線圈；一組觸點符號表示觸點組合。當觸點不多電路比較簡單時，往往把觸點組直接畫在線圈框的一側，這種畫法叫集中標記法。

電符號和觸點形式：

繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示，如果繼電器有兩個線圈，就畫兩個並列的長方框。同時在長方框內或長方框旁標上繼電器的文字符號“J”。繼電器的觸點有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側，這種標記法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個觸點分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號，並將觸點組編上號碼，以示區別。繼電器的觸點有三種基本形式：

1、動合型（常開）（H型）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電後，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

2、動斷型（常閉）（D型）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電後兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。

3、轉換型（Z型）這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點。線圈不通電時，動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合，線圈通電後，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態，達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用“轉”字的拼音字頭“z”表示。

工作原理和特性

功率方向繼電器

當輸入量（如電壓、電流、溫度等）達到規定值時，使被控制的輸出電路導通或斷開的電器。可分為電氣量（如電流、電壓、頻率、功率等）繼電器及非電氣量（如溫度、壓力、速度等）繼電器兩大類。具有動作快、工作穩定、使用壽命長、體積小等優點。廣泛應用於電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。

電磁繼電器

電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。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，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電後，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對於繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處於斷開狀態的靜觸點，稱為“常開觸點”；處於接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。

中間繼電器的用途：

中間繼電器用於各種保護和自動控制線路中，以增加保護和控制回路的觸點數量和觸點容量。

中間繼電器的分類：

低電流啟動中間繼電器

靜態中間繼電器

延時中間繼電器

電磁型中間繼電器

電梯用中間繼電器

導軌式中間繼電器

主要作用

繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用於遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。

繼電器一般都有能反映一定輸入變數（如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等）的感應機構（輸入部分）；有能對被控電路實現“通”、“斷”控制的執行機構（輸出部分）；在繼電器的輸入部分和輸出部分之間，還有對輸入量進行耦合隔離，功能處理和對輸出部分進行驅動的中間機構（驅動部分）。

作為控制元件，概括起來，繼電器有如下幾種作用：

1） 擴大控制範圍：例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。

2） 放大：例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。

3）綜合信號：例如，當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時，經過比較綜合，達到預定的控制效果。

4） 自動、遙控、監測：例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程式控制線路，從而實現自動化運行。

主要分類

1．按繼電器的工作原理或結構特徵分類

1）電磁繼電器：利用輸入電路內電路在電磁鐵鐵芯與銜鐵間產生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。

2）固體繼電器：指電子元件履行其功能而無機械運動構件的，輸入和輸出隔離的一種繼電器。

3）溫度繼電器：當外界溫度達到給定值時而動作的繼電器。

4）舌簧繼電器：利用密封在管內，具有觸電簧片和銜鐵磁路雙重作用的舌簧動作來開，閉或轉換線路的繼電器

5）時間繼電器：當加上或除去輸入信號時，輸出部分需延時或限時到規定時間才閉合或斷開其被控線路繼電器。

6）高頻繼電器：用於切換高頻，射頻線路而具有最小損耗的繼電器。

7）極化繼電器：有極化磁場與控制電流通過控制線圈所產生的磁場綜合作用而動作的繼電器。繼電器的動作方向取決於控制線圈中流過的的電流方向。

8）其他類型的繼電器：如光繼電器，聲繼電器，熱繼電器，儀錶式繼電器，霍爾效應繼電器，差動繼電器等。

2、按繼電器的外形尺寸分類

1）微型繼電器

2）超小型微型繼電器

3）小型微型繼電器

注：對於密封或封閉式繼電器，外形尺寸為繼電器本體三個相互垂直方向的最大尺寸，不包括安裝件，引出端，壓筋，壓邊，翻邊和密封焊點的尺寸。

3、按繼電器的負載分類

1）微功率繼電器

2）弱功率繼電器

3）中功率繼電器

4）大功率繼電器

4、按繼電器的防護特徵分類

1）密封繼電器

2）封閉式繼電器

3）敞開式繼電器

5、按繼電器按照動作原理可分類

1）電磁型

2）感應型

3）整流型

4）電子型

5）數字型等

6、按照反應的物理量可分類

1）電流繼電器

2）電壓繼電器

3）功率方向繼電器

4）阻抗繼電器

5）頻率繼電器

6）氣體（瓦斯）繼電器

7、按照繼電器在保護回路中所起的作用可分類

1）啟動繼電器

2）量度繼電器

3）時間繼電器

4）中間繼電器

5）信號繼電器

6）出口繼電器

注意事項

額定工作電壓：是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓，也就是控制電路的控制電壓。根據繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。

直流電阻：是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬用表測量。

吸合電流：是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大於吸合電流，這樣繼電器才能穩定地工作。而對於線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。

釋放電流：是指繼電器產生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小於吸合電流。

觸點切換電壓和電流：是指繼電器允許載入的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。

測試方法

1、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著開路現象。繼電器線圈的阻值和它的工作電壓及工作電流有非常密切的關係，通過線圈的阻值可以計算出它的使用電壓及工作電流。

2、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。由此可以區別出那個是常閉觸點，那個是常開觸點。

3、測量吸合電壓和吸合電流：找來可調穩壓電源和電流錶，給繼電器輸入一組電壓，且在供電回路中串入電流錶進行監測。慢慢調高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時，記下該吸合電壓和吸合電流。為求準確，可以試多幾次而求平均值。測量釋放電壓和釋放電流：也是像上述那樣連接測試，當繼電器發生吸合後，再逐漸降低供電電壓，當聽到繼電器再次發生釋放聲音時，記下此時的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。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（小於1/10的吸合電壓）時則不能正常使用了，這樣會對電路的穩定性造成威脅使工作不可靠。

選用條件

1、先瞭解必要的條件

1）控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；

2）被控制電路中的電壓和電流；

3）被控電路需要幾組、什麼形式的觸點。選用繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩定的。

2、查閱有關資料確定使用條件後，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規格號。若手頭已有繼電器，可依據資料核對是否可以利用。最後考慮尺寸是否合適。

3、注意器具的容積。若是用於一般用電器，除考慮主機殼容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝佈局。對於小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品。