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辽宁沈阳元器件供应商简述继电器的几种常见类型

  • 发布时间:2022-08-11 09:56:17
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继电器是一种开关,可以借助于信号或电脉冲打开或关闭。例如,如果想使用微控制器打开或关闭LED,可以将LED直接连接到微控制器的IO引脚(带有限流电阻器),并发送信号,以打开或关闭LED。

但是,如果想使用微控制器打开或关闭10W主电源供电的LED灯泡怎么办?由于LED是一个微型器件,对电压和电流的要求很小(对单片机来说是合理的),它是直接连接到单片机的IO引脚。所以你不能对电源供电的10W LED灯泡做同样的事情。因为,首先它是电源供电的,其次,即使它是直流供电的灯泡,10W对微控制器来说功率也有点太大了。这种情况下,继电器就派上了用场。

如前所述,在继电器中,可以使用小信号(通常来自微控制器)来控制高压和大电流设备(如前面提到的市电供电的LED灯泡)。

当然,上面只是一个简单例子,在实际应用当中,根据不同使用需求和功能用途,继电器也被划分成多个类型,下面简单介绍下。

继电器

继电器类型

目前有不同类型的继电器,其用途不是有所不同的,常见的例如:

  • 电磁继电器
  • 自锁继电器
  • 电子继电器
  • 非自锁继电器
  • 簧片继电器
  • 高压继电器
  • 小信号继电器
  • 延时继电器
  • 多维继电器
  • 热继电器
  • 差动继电器
  • 距离继电器
  • 汽车继电器
  • 频率继电器
  • 极化继电器
  • 旋转继电器
  • 顺序继电器
  • 动圈式继电器
  • 布赫继电器
  • 安全继电器
  • 监控继电器
  • 接地故障继电器

以上所有这些和许多其他继电器都根据其功能、应用类型、配置或结构特征等进行分类。接下来小编详细介绍下比较常见的继电器类型,它们在许多应用中更受欢迎。

自锁继电器

自锁继电器(Latching Relay)是一种在启动后保持其状态的继电器。这就是为什么这些类型的继电器也被称为脉冲继电器或保持继电器。在需要限制功耗和耗散的应用中,自锁继电器是最合适的。

自锁继电器中有一个内部磁铁。当电流提供给线圈时,它(内部磁铁)保持接触位置,因此它不需要电力来保持其位置。因此,即使在被驱动之后,线圈的驱动电流的去除也不能移动触点位置,而是保持在其最后位置。因此,这些继电器节省了大量能源。

闭锁继电器可以用一个或两个线圈制成,这些线圈负责继电器电枢的位置。因此,锁存继电器没有任何默认位置,如下图所示。

自锁继电器

在一个线圈类型的继电器中,电枢位置由线圈中电流的方向确定,而在两个线圈类型的情况下,电枢的位置取决于电流在其中流动的线圈。这些继电器一旦被启动就可以保持其位置,但它们的复位位置取决于控制电路。

 

簧片继电器

与机电继电器类似,簧片继电器也产生物理触点的机械驱动以打开或关闭电路路径。然而,与电磁继电器相比,这些继电器触点更小,质量也更轻。

这些继电器是由绕在簧片开关周围的线圈设计的。继电器的簧片开关用作电枢,它是一个充满惰性气体的玻璃管或胶囊,其中两个重叠的簧片(或铁磁叶片)被气密密封。

簧片的重叠端由触点组成,因此输入和输出端子可以连接到它们。当向线圈供电时,会产生磁场。这些场使簧片被拉到一起,从而它们的触点形成通过继电器的闭合路径。此外,在线圈的断电过程中,簧片被附在其上的弹簧的拉力分开。

簧片继电器

簧片继电器的开关速度是机电继电器的10倍,这是由于重量更小、驱动介质不同以及触点更小。然而,这些继电器由于触点较小而受到电弧的影响。

如果在触点上发生开关电弧跳跃,触点表面将在一小部分上熔化。此外,如果两个触点仍然闭合,这会导致触点焊接。因此,即使在线圈去磁之后,弹簧力也可能不足以将它们分开。这是继电器的不良状况。

其实,这个问题可以通过在继电器和系统电容之间放置电阻或铁氧体等串联阻抗来解决,这样可以减少浪涌电流,从而避免继电器中的任何电弧放电。由于尺寸小、速度快,许多开关应用都使用簧片继电器。

 

极化继电器

顾名思义,这些继电器对其通电的电流方向非常敏感。它是一种直流电磁继电器,带有一个额外的永久磁场源来移动继电器的电枢。在这些继电器中,磁路由永磁体、电磁体和电枢构成。

这些继电器不使用弹簧力,而是使用磁力来吸引或排斥电枢。在此,电枢是永磁体,在由电磁体形成的磁极面之间枢转。当电流流过电磁铁时,会产生磁通量。

每当电磁体施加的力超过永磁体施加的力时,衔铁就会改变其位置。同样,当电流中断时,电磁力减小到小于永磁体的力,因此电枢回到原来的位置。

极化继电器

永磁体产生的磁通量Φm通过电枢分支分为两部分,即Φ1和Φ2。磁通量Φ1穿过磁体的左侧工作间隙,而Φ2穿过磁体的右侧工作间隙。如果线圈中没有电流,则由于这两个磁通,电枢将保持在中性位置的左侧或右侧,因为中性点在此类磁系统中不稳定。

每当向继电器的线圈提供电流时,就会有一个额外的工作磁通量Φ通过磁体的工作间隙。由于这些磁场相互作用,作用在电枢上的力取决于电流的大小、电枢的初始位置、电流的极性、磁体的功率和工作间隙的值。

根据这些参数的组合,继电器的电枢变为新的稳定状态,从而闭合正确的触点,从而使继电器启动。而根据磁路配置,有不同类型的极化继电器。这些继电器中最流行的两种类型包括差动继电器和桥式继电器。

在差动磁系统中,永磁体的两个磁通量差作用在电枢上。在桥式磁系统中,由线圈产生的磁场在工作间隙区域分成两个符号相反的磁通,但永磁体的磁通量不分成两个磁通。对于普通尺寸的继电器,差动式磁系统被广泛使用。

布赫继电器

布赫继电器是气动或驱动继电器。这些继电器用于检测初期故障(或内部故障,最初是小故障,但在适当的时候会变成大故障)。它们最广泛地用于变压器保护,并安装在变压器油箱和储油柜之间的腔室中,这些仅用于主要用于输配电系统的油浸式继电器。

布赫继电器

上图显示了布赫继电器的工作原理。当变压器内部发生初期故障(或缓慢发展的故障)时,油位会因气体聚集而下降。这会导致空心浮子倾斜,从而关闭水银触点。这些水银触点完成了报警电路的路径,以便操作员知道变压器中发生了一些初期故障。

每当变压器发生严重故障,如相间短路或接地故障等,由于油位迅速降低,油箱内压力急剧升高。因此,油冲向导体,因此,下侧瓣阀偏转。因此,它关闭水银开关触点,从而启用跳闸电路。然后将变压器与电源断开。

 

过载保护继电器

过载保护继电器专门设计用于为电动机和电路提供过流保护。这些过载继电器可以是不同类型的,例如固定双金属片式、电子式或可互换加热器双金属片等。

如果电动机过载,则需要对电动机进行过电流保护。为此,使用了过载传感设备,例如热操作继电器。热操作继电器由一个线圈组成,该线圈加热双金属条或焊锡锅熔化,从而释放弹簧以操作与线圈串联的辅助触点。由于过载,线圈通过感应负载中的过电流而断电。

可以使用电机电枢热模型、通过测量电机电流的电子过载保护继电器来估计电机绕组的温度。因此,使用过载保护继电器可以准确地保护电机。

过载继电器

 

固态继电器 (SSR)

固态继电器使用固态元件(例如BJT、晶闸管、IGBTMOSFET和TRIAC)来执行开关操作。这些继电器的功率增益远高于机电继电器,因为与这些继电器要控制的功率(开关输出)相比,所需的控制能量(为控制电路供电)要低得多。这些继电器可以设计用于交流和直流电源。

由于没有机械触点,这些继电器具有很高的开关速度。SSR由一个传感器组成,该传感器也是一个电子设备,该传感器响应控制信号以打开或关闭负载的电源。

SSR分为不同的类型,但这些继电器的主要类型包括光耦合SSR和变压器耦合SSR。在变压器耦合SSR中,通过DC到AC转换器向变压器的初级提供一个小的DC电流。然后将该电流转换为交流电并升压以操作固态器件(在这种情况下为TRIAC)以及触发电路。输入和输出之间的隔离程度取决于变压器的设计。

固态继电器

在光耦合SSR的情况下,光敏半导体器件用于执行开关操作。控制信号施加到LED上,使光敏器件通过检测LED发出的光而进入导通模式。由于光电检测原理,与变压器耦合SSR相比,这种类型的SSR提供的隔离度相对较高。

过载继电器

与机电继电器相比,固态继电器具有更快的开关速度。同样由于没有运动部件,它的预期寿命更长,而且它们产生的噪音也更小。

 

反时限过流保护继电器(IDMT继电器)

这种类型的继电器在故障电流值较高时给出定时电流特性,在故障电流值较低时给出反时限电流特性。这些被广泛用于保护配电线路,并提供设置电流和时间设置的限制。

在这种类型的继电器中,继电器的动作时间与启动值附近的故障电流大致成反比,并在略高于继电器的启动值时变为常数。这可以通过使用磁芯来实现,该磁芯在电流略大于启动电流时会饱和。

动作量或故障电流使继电器动作的点的动作值称为动作值。继电器之所以称为IDMT,是因为它的特点是当动作量达到无穷大时,时间不接近于零。

在故障电流值较低时,它给出反时限特性,而在较高值时,它给出如图所示的定时限特性。操作时间从一个特定值变为恒定,直到驱动量变为无穷大,如下图图所示(获得一条曲线,该曲线变为恒定)。

IDMT继电器

 

差动继电器

顾名思义,差动继电器是那些在控制(或驱动)信号的“差异”上工作的继电器。当两个或多个相似电量的相量差超过预定值时,差动继电器工作。电流差动继电器根据进出被保护系统的电流大小和相位差的比较结果进行动作。

在正常工作条件下,进入和离开的电流大小和相位相等,因此继电器不工作。但是,如果系统中发生故障,这些电流的幅度和相位将不再相等。这种继电器的连接方式是使流入电流和流出电流之间的差值流过继电器的操作线圈。因此,继电器线圈在故障条件下由于电流的差异量而通电。因此,继电器操作并打开断路器以使电路跳闸。

差动继电器

上图显示了差动继电器的原理,其中有两个CT连接在电力变压器的两侧,即一个CT在初级侧,另一个在电力变压器的次级侧。继电器比较两侧的电流,如果有任何不平衡,则继电器倾向于操作。差动继电器可以是电流差动继电器、电压平衡差动继电器和偏置差动继电器。

 

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THE END

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