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如何选择继电器?八大分类全面解读,值得收藏!

过载是常见的故障,它会导致电动机吸收的电流以及热效应增加, 此时就需要各式继电器提供过载保护功能。

继电器有八大分类,每类的用途、特点都不一样,如何选择呢?

控制继电器

继电器的种类很多,按输入量可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等;按工作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器等;按用途可分为控制继电器、保护继电器等;按输入量变化形式可分为有无继电器和量度继电器。

控制继电器用于电路的逻辑控制,继电器具有逻辑记忆功能,能组成复杂的逻辑控制电路。继电器用于将某种电量(如电压、电流)或非电量(如温度、压力、转速、时间等)的变化量转换为开关量,以实现对电路的自动控制功能。

有无继电器是根据输入量的有或无来动作的,无输入量时继电器不动作,有输入量时继电器动作,如中间继电器、通用继电器、时间继电器等。

量度继电器是根据输入量的变化来动作的,工作时其输入量是一直存在的,只有当输入量达到一定值时继电器才动作,如电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、液位继电器等。

电磁式继电器

在控制电路中用的继电器大多数是电磁式继电器。电磁式继电器具有结构简单、价格低廉、使用维护方便、触点容量小(一般在5A以下)、触点数量多且无主、辅之分、无灭弧装置、体积小、动作迅速、准确、控制灵敏、可靠等特点,广泛地应用于低压控制系统中。

常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器、中间继电器以及各种小型通用继电器等。

电磁式继电器的结构和工作原理与接触器相似,主要由电磁机构和触点组成。电磁式继电器也有直流和交流两种。

图1-11为直流电磁式继电器结构示意图,在线圈两端加上电压或通入电流,产生电磁力,当电磁力大于弹簧反力时,吸动衔铁使常开常闭接点动作;当线圈的电压或电流下降或消失时衔铁释放,接点复位。

图1-11 直流电磁式继电器结构示意图

中间继电器

中间继电器是最常用的继电器之一,它的结构和接触器基本相同,如图1-12(a)所示,其图形符号如图1-12(b)所示。

图1-12 中间继电器的结构示意图及图形符号

中间继电器在控制电路中起逻辑变换和状态记忆的功能,以及用于扩展接点的容量和数量。

另外,在控制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时间,防止电路误动作的作用。中间继电器实质上是一种电压继电器,它是根据输入电压的有或无而动作的,一般触点对数多,触点容量额定电流为5A~10A左右。

中间继电器体积小,动作灵敏度高,一般不用于直接控制电路的负荷,但当电路的负荷电流在5A~10A以下时,也可代替接触器起控制负荷的作用。中间继电器的工作原理和接触器一样,触点较多,一般为四常开和四常闭触点。

电流继电器

电流继电器的输入量是电流,它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中,以反映电路电流的变化,其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为欠电流继电器和过电流继电器。

欠电流继电器用于欠电流保护或控制,如直流电动机励磁绕组的弱磁保护、电磁吸盘中的欠电流保护、绕线式异步电动机起动时电阻的切换控制等。

欠电流继电器的动作电流整定范围为线圈额定电流的30%~65%。需要注意的是欠电流继电器在电路正常工作时,电流正常不欠电流时,欠电流继电器处于吸合动作状态,常开接点处于闭合状态,常闭接点处于断开状态;当电路出现不正常现象或故障现象导致电流下降或消失时,继电器中流过的电流小于释放电流而动作,所以欠电流继电器的动作电流为释放电流而不是吸合电流。

过电流继电器用于过电流保护或控制,如起重机电路中的过电流保护。过电流继电器在电路正常工作时流过正常工作电流,正常工作电流小于继电器所整定的动作电流,继电器不动作,当电流超过动作电流整定值时才动作。过电流继电器动作时其常开接点闭合,常闭接点断开。过电流继电器整定范围为(110%~400%)额定电流,其中交流过电流继电器为(110%~400%)IN,直流过电流继电器为(70%~300%)IN。

电流继电器作为保护电器时,其图形符号如图1-13所示。

图1-13 电流继电器的图形符号

图1-14 电压继电器的图形符号

热继电器

热继电器主要是用于电气设备(主要是电动机)的过负荷保护。热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器,它具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性,主要与接触器配合使用,用于对三相异步电动机的过负荷和断相保护。

三相异步电动机在实际运行中,常会遇到因电气或机械原因等引起的过电流(过载和断相)现象。如果过电流不严重,持续时间短,绕组不超过允许温升,这种过电流是允许的;如果过电流情况严重,持续时间较长,则会加快电动机绝缘老化,甚至烧毁电动机,因此,在电动机回路中应设置电动机保护装置。常用的电动机保护装置种类很多,使用最多、最普遍的是双金属片式热继电器。目前,双金属片式热继电器均为三相式,有带断相保护和不带断相保护两种。

热继电器的工作原理:

图1-16(a)所示是双金属片式热继电器的结构示意图,图1-16(b)所示是其图形符号。由图可见,热继电器主要由双金属片、热元件、复位按钮、传动杆、拉簧、调节旋钮、复位螺丝、触点和接线端子等组成。

图1-16 热继电器结构示意图及图形符号

双金属片是一种将两种线膨胀系数不同的金属用机械辗压方法使之形成一体的金属片。膨胀系数大的(如铁镍铬合金、铜合金或高铝合金等)称为主动层,膨胀系数小的(如铁镍类合金)称为被动层。

由于两种线膨胀系数不同的金属紧密地贴合在一起,当产生热效应时,使得双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲,由弯曲产生的位移带动触头动作。热元件一般由铜镍合金、镍铬铁合金或铁铬铝等合金电阻材料制成,其形状有圆丝、扁丝、片状和带材几种。热元件串接于电机的定子电路中,通过热元件的电流就是电动机的工作电流(大容量的热继电器装有速饱和互感器,热元件串接在其二次回路中)。当电动机正常运行时,其工作电流通过热元件产生的热量不足以使双金属片变形,热继电器不会动作。当电动机发生过电流且超过整定值时,双金属片的热量增大而发生弯曲,经过一定时间后,使触点动作,通过控制电路切断电动机的工作电源。同时,热元件也因失电而逐渐降温,经过一段时间的冷却,双金属片恢复到原来状态。

速度继电器

速度继电器又称为反接制动继电器,主要用于三相鼠笼型异步电动机的反接制动控制。图1-17为速度继电器的原理示意图及图形符号,它主要由转子、定子和触头3部分组成。转子是一个圆柱形永久磁铁,定子是一个鼠笼型空心圆环,由硅钢片叠成,并装有鼠笼型绕组。

其转子的轴与被控电动机的轴相连接,当电动机转动时,转子(圆柱形永久磁铁)随之转动产生一个旋转磁场,定子中的鼠笼型绕组切割磁力线而产生感应电流和磁场,两个磁场相互作用,使定子受力而跟随转动,当达到一定转速时,装在定子轴上的摆锤推动簧片触点运动,使常闭触点断开,常开触点闭合。当电动机转速低于某一数值时,定子产生的转矩减小,触点在簧片作用下复位。

液位继电器

液位继电器主要用于对液位的高低进行检测 并发出开关量信号,以控制电磁阀、液泵等设备对液位的高低进行控制。液位继电器的种类很多,工作原理也不尽相同 。

浮筒置于液体内,浮筒的另一端为一根磁钢,靠近磁钢的液体外壁也装一根磁钢 ,并和动触点相连 ,当水位上升时 ,受浮力上浮而绕固定支点上浮,带动磁钢条向下,当内磁钢N 极低于外磁钢N 极时,由于液体壁内外两根磁钢同性相斥,壁外的磁钢受排斥力迅速上翘,带动触点迅速动作。同理,当液位下降,内磁钢N 极高于外磁钢N 极时,外磁钢受排斥力迅速下翘,带动触点迅速动作。液位高低的控制是由液位继电器安装的位置来决定的。

压力继电器

压力继电器主要用于对液体或气体压力的高低进行检测并发出开关量信号,以控制电磁阀、液泵等设备对压力的高低进行控制。图1-19为压力继电器结构示意图及图形符号。

图1-18 压力继电器结构示意图及图形符号

看了这些,你是否对继电器的理解更加深入了呢?

天宇镁业编辑发布

编辑:马小龙;审核:周腾飞

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