继电器动作原理与分析

第三节 继 电 器

0、概述

1、继电器: 根据外界输入信号(电量或非电量) 的变化来接通或断开被控电路, 以实现控制和保护作用的自动电器。

输入信号：电量（电流、电压）

非电量（转速、时间、温度）

输出：触点的动作或电量的变化。

2．继电器分类：

1）用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。

2）原理分：电磁式、感应式、热继电器等

3）参数分：电流、电压、速度、压力继电器

4）动作时间分：瞬时继电器、延时继电器

5）输出形式分：有触点、无触点继电器

一、电磁式继电器

电磁式继电器与接触器的区别：

继电器：没有灭弧装臵，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。 接触器：有灭弧装臵，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作。

电磁式继电器的种类：电压继电器、电流继电器、中间继电器

1．电压继电器：触点的动作与线圈中的电压大小有关。（电压线圈与负载并联）。

1）作用：电压保护和控制。

2）分类

过电压继电器：U x = (1.05 ～ 1.2)UN （正常时触点不动作） 欠电压继电器：直流欠电压继电器：U X = (0.3 ～ 0.5)UN （正常时触点动作）

U f = (0.07 ～ 0.2)UN

交流欠电压继电器：U X = (0.6 ～ 0.85)UN

U f = (0.1 ～ 0.35)UN 。

注意：直流电路一般不会产生波动较大的过电压现象，所以没有直流过电压继电器。

3）电压继电器的选用及动作电压的整定

▲电压继电器的选用：线圈的种类和电压等级应与控制电路一致。

由控制电路的要求（过电压保护、欠电压保护）选型。

▲ 动作电压的整定

吸合电压：调节反作用弹簧

释放电压：主要改变非导磁垫片的厚度(如吸合电压没有固定要求，也可调节反作用弹簧) 。

4）电压继电器的图形和文字符号

2. 电流继电器：触点的动作与线圈中的电流大小有关。（电流线圈与负载串联）。

1）作用：电流保护和控制。

2）分类

过电流继电器：I X = (1.1 ～ 3.5)IN 正常时触点不动作

欠电流继电器：I x ＝(0.3 ～0.65)I N 正常时触点动作

I f =(0.1 ～ 0.2)IN

3）电流继电器选用：线圈的种类和电流等级应与控制电路一致

根据在控制电路中的作用（过电流、欠电流保护）进行选型。

4）电流继电器的图形和文字符号

3、中间继电器（一种电压继电器）

U X = (0.85 ～ 1.05)UN

1）特点：触点多(六对甚至更多)

触点电流大(额定电流为5 ～10A)

动作灵敏(动作时间小于0.05s)

2）作用：放大触点容量、数量。

3）图形和文字符号

4、电磁式继电器的主要技术参数

国产电磁式继电器：JL3、JL7、JL9、JL12、JL14、JL15、JT3、JT4、JT9、JTl0、JZ1、JZ7、JZ8、JZ14、JZl5、JZl7等系列。

电磁式继电器的型号：

二、时间继电器

时间继电器：感受部分在感测到外界信号变化后，经过一段时间（延时时间）执行机构才动作的继电器。

分类：

按动作原理：电磁阻尼式，空气阻尼式、电动机式、电子式

按延时方式：通电延时型；断电延时型

通电延时继电器：线圈得电后要延时一段时间，触点才发生变化；

线圈失电后，触点瞬时恢复。

断电延时继电器：线圈得电后，触点瞬时动作；

线圈失电后，要延时一段时间触点才动作。

1、直流电磁阻尼式时间继电器

直流电磁阻尼式时间继电器：断电释放延时。

工作原理：当继电器通电时，由于衔铁处于释放位臵，气隙大，磁阻大，磁通小，所以阻尼铜(铝) 套的作用很小，衔铁吸合延时作用不明显，故延时可以不计。因此，这种时间继电器为断电延时，

特点：延时较短，准确度较低，用于要求不高的场合，如电动机的延时起动。

2、空气阻尼式时间继电器

结构：电磁机构、延时机构（气囊）、触点系统

原理：空气阻尼

1）通电延时型动作原理

优点：延时范围大(0.4～180s) 、结构简单、寿命长、价格低廉。

缺点：延时误差大(土10％～土20％) ，无调节刻度指示，难以精确整定延时时间。

空气阻尼式时间继电器

l —线圈 2—铁心 3—支撑杆4—胶木块

5—微动开关 6—活塞 7—橡皮膜

8—调节锣钉 9—进气孔 10—出气孔

11——恢复弹簧

2）断电延时型动作原理：(略)

常用的空气阻尼式时间继电器：JS —7、JS23系列 、JSK 系列、JSS 系列。

3) 图形和文字符号：

3、电动机式时间继电器：

结构：同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统、执行机构

特点：延时时间可达数十小时、精度高、结构复杂

4、电子式时间继电器：

结构（数字式）：脉冲发生器、计数器、显示器等

特点：延时时间长、精度高、调节方便

三、热继电器

电动机长时间过载，绕组超过允许温升时，将会加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会将电动机烧毁。

过流的原因：长期过载、频繁起动、欠电压、断相运行均会引起过电流。

热继电器：电动机或其他设备的过载保护、断相保护（具有过载保护特性的过电流继电器、反时限保护特性）。

热继电器分类： 单相、两相、三相式（不带断相保护、带断相保护）。

1、结构与工作原理

结构：热元件（电阻丝、双金属片）、触点系统

（双金属片：两种线膨胀系数不同的金属片压焊而成）

原理：电流热效应

i =0i 〉0

i =i e —→ 位移小 —→ 触点不动作 1）正常：

i

〉i e —→ 位移增大 —→ 触点动作 2）过载：

注意：

1）继电器动作后一般不能自动复位，要等双金属片冷却后，按下复位按钮10才能复位；

2）改变压动螺钉8的位臵，还可以用来调节动作电流。

2、带断相保护热继电器

1）星形接法（线电流= 相电流）

断相时，流过电动机绕组的电流等于流过热继电器的电流，故可以采用两相或三相热继电器保护。

2）三角形接法（线电流= 相电流）

断相时，流过电动机绕组的电流小于流过热继电器的电流，必须采用带断相保护的热继电器保护

带断相保护的热继电器是在普通的热继电器上加一个差动机构。

3、主要技术参数

1）热元件额定电流：热元件的最大整定电流值。

2）整定电流：热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。

3）热继电器额定电流：热继电器中，可以安装的热元件的最大整定电流值。

4、型号与图形文字符号

JR0系列有20A ，40A ，60A ，100A 四种，除40A 为二热元件外，其余都为三热元件。电流为0.35～160A ，可用于交流电压500V 以下的电路中，热元件按照负载电流选择。当电流超过额定电流的20％时，在20min 内动作，超过额定电流的50％时，在2min 内动作。

热继电器型号示意

热继电器的图形和文字符号

(a)热元件 (b)常闭触点

FR FR

5、热继电器接线方式

1）电动机定子绕组星形接法:

带断电保护和不带断电保护的热继电器均可接在线电路中。

2）电动机定子绕组三角形接法:

● 带断电保护接在线电路中。

● 不带断电保护热继电器的热元件必须串接在电动机每相绕组上。

图1-26 速度继电器结构原理图 四、速度继电器

l —转子 2一电动机轴 3一定子4一绕组

5一定子柄 6一静触点 7一动触点8一簧片

JYl型速度继电器结构原理：

速度继电器主要由转子、定子和触点三部分组成。转子是一块永久磁铁，固定在抽上。 当转子的速度下降到接近零时(约100转／min) ，定子柄在动触点弹簧力的作用下恢复到原来的位臵。

JYl 型能在3000r ／min 以下可靠的工作，JFZ0—1型适用于300-1000r ／min ；JFZ0—2用于1000—3600r ／min 。速度继电器主要根据电动机的额定转速进行选择，还可以通过调节螺钉(图中没有画出) 的松紧，调节反力弹簧的反作用力，来改变速度继电器动作的转速，以适应控制电路的要求。

速度继电器的文字和图形符号：