“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觸點負荷。也稱觸點容量，這是指電磁繼電器的觸點在切換負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載的能力。例如，jrx-11型電磁繼電器的觸點負荷為直流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荷一般都是相同的。