不同分類下的繼電器的工作原理是怎樣的

 　　繼電器工作原理，繼電器已經(jīng)持續(xù)100多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了各種形式的功能繼電器，其各自功能強大，適用于不同的領(lǐng)域，一些常見的繼電器有：時間繼電器，溫度繼電器，舌簧繼電器，熱繼電器，差動繼電器，光耦繼電器，聲音繼電器，霍爾繼電器，速度繼電器，電磁繼電器，現(xiàn)在還有固態(tài)繼電器等。下面我們來看看上述繼電器的工作原理是怎樣的。
　　時間繼電器是指當(dāng)加入(或去掉)輸入的動作信號后，其輸出電路需經(jīng)過規(guī)定的準確時間才產(chǎn)生跳躍式變化(或觸頭動作)的一種繼電器。是一種使用在較低的電壓或較小電流的電路上，用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的電氣元件。同時，時間繼電器也是一種利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的控制電器。
　　溫度繼電器：用雙金屬片作為感溫組件的溫控開關(guān),電器正常工作時,雙金屬片處于自由狀態(tài),觸點處于閉合/斷開狀態(tài),當(dāng)溫度達到動作溫度時,雙金屬片受熱產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而迅速動作,打開/閉合觸點,切斷/接通電路,從而起到控溫作用。當(dāng)電器冷卻到復(fù)位溫度時，觸點自動閉合/打開，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
　　熱繼電器：電動機過載時，電流通過串聯(lián)在定子電路中的電阻絲，使之發(fā)熱過量，雙金屬片受熱膨脹，因膨脹系數(shù)不同，膨脹系數(shù)較大的左邊一片的下端向右彎曲，通過導(dǎo)板推動補償雙金屬片使推桿繞軸轉(zhuǎn)動，帶動杠桿使它繞軸轉(zhuǎn)動，將常閉觸頭斷開。接觸器線圈斷電，主觸頭釋放，使電動機脫離電源得到保護。
　　差動繼電器的基本原理是交流磁制動，差動繞組接入保護的差動回路，平衡及制動繞組接入環(huán)流回路，其作用過程為在正常情況下或者發(fā)生穿越性短路時，通過制動繞組的是電流互感器二次電流或全部短路電流，制動安匝產(chǎn)生兩部分磁通，一部分磁通在局部磁路中環(huán)流，其作用是使鐵芯飽和，自動地增大動作電流，從而避免繼電器的誤動作，這便是所謂的交流磁制動作用。就這一部分磁通的效應(yīng)而言，四個制動繞組是彼此獨立的，沒有相互關(guān)系，也不會與二次繞組發(fā)生電磁感應(yīng)。制動安匝還產(chǎn)生了另一部分磁通ΦZC，它沿著整個磁路環(huán)流。并在二次繞組里產(chǎn)生感應(yīng)電勢，也就是制動繞組起了部分的工作繞組的作用。
　　光耦繼電器屬于固態(tài)繼電器，一般電磁繼電器靠電流通過線圈使鐵芯變成有磁性的磁鐵吸合銜鐵，從而使相關(guān)的觸點動作控制負載的通斷，而光耦繼電器沒有觸點，其工作原理與光耦有點類似。發(fā)光二極管用來向光電元件放射光線，光電元件接受光線并控制輸出場效應(yīng)管導(dǎo)通或截止。光耦繼電器還有另一種可控硅整流管(SCR)輸出，它的負載電流比場效應(yīng)管更大，后者可達到數(shù)安培，而前者可達到幾十安培。相對于電磁繼電器，光耦繼電器由于沒有觸點引起的磨損，使用壽命是無限的，同時也具有無震動、無切換聲音等特性，與電磁繼電器一樣可控制各種負載。
　　常用固態(tài)繼電器幾乎都是模塊化的四端有源器件，其中兩端為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端，其基本構(gòu)成如下圖所示。器件中多采用光電耦合器實現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離。輸出受控端利用開關(guān)三極管、雙向晶閘管等半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性，實現(xiàn)無觸點、無火花地接通和斷開外接控制電路的目的。整個器件無可動部件及觸點，可實現(xiàn)相當(dāng)于常用電磁繼電器一樣的功能。
　　固態(tài)繼電器按輸出端極性的不同，可分為直流式和交流式兩大類。直流固態(tài)繼電器(DC-SSR)控制電壓由輸入端IN輸入，通過光電耦合器將控制信號耦合至接收電路，經(jīng)放大處理后驅(qū)動開關(guān)三極管VT導(dǎo)通。顯然，直流固態(tài)繼電器的輸出端OUT在接入被控電路回路中時，是有正、負極之分的。交流固態(tài)繼電器(AC-SSR)的電路原理與直流固態(tài)繼電器不同的是，其開關(guān)元件采用了雙向晶閘管VS或其他交流開關(guān)，因此它的輸出端OUT無正、負極之分，可以控制交流回路的通斷。
　　速度繼電器與被控電動機同軸聯(lián)接，電動機制動時，仍會慣性旋轉(zhuǎn)，帶動速度繼電器的轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場在速度繼電器定子繞組中感應(yīng)出電動勢和電流，由左手定則可以確定。此時，定子受到與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同的電磁轉(zhuǎn)矩的作用，使定子和轉(zhuǎn)子沿著同一方向轉(zhuǎn)動。定子上固定的膠木擺桿也隨著轉(zhuǎn)動，推動簧片(端部有動觸頭)與靜觸頭閉合(按軸的轉(zhuǎn)動方向而定)。靜觸頭又起擋塊作用，限制膠木擺桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動。因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，定子只能轉(zhuǎn)過一個不大的角度。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于零(低于100轉(zhuǎn)/分鐘)時，膠木擺桿恢復(fù)原來狀態(tài)，觸頭斷開，切斷電動機的反接制動電路。 n動作轉(zhuǎn)速一般不低于300轉(zhuǎn)/分鐘，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在100轉(zhuǎn)/分鐘以下。
　　電磁式繼電器一般由鐵芯、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(chǎn)生電磁效應(yīng)，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(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返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”;處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。