继电器的工作原理(晃电继电器工作原理)

继电器的工作原理

学习继电器的基本知识,了解继电器的主要部件、不同类型及其工作原理。

自1963年以来,继电器是自动化行业的领先制造商之一。当涉及到可靠的开关继电器时,他们提供了一些最佳的解决方案,并保证了设备的最大寿命。

检查他们的开关继电器组合连同合适的继电器底座和附件。

继电器是一种电动开关。传统上,继电器是用电磁铁来操作的。然而,新版本将使用固态继电器等电子设备。

继电器的工作原理

继电器

继电器用于需要使用低功率信号控制电路的场合,或几个电路必须由一个信号控制的情况。继电器确保控制电路和受控电路之间的完全电气隔离。

继电器通常用于电路中,以减少流经主控制开关的电流。相对较低的电流开关、定时器或传感器可用于打开和关闭容量更大的负载。我们稍后将在本文中看到这方面的示例。

继电器中有两个主电路。一次侧和二次侧。

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初级和中级

主电路提供控制信号来操作继电器。这可以通过手动开关、恒温器或某种传感器来控制。主电路通常连接到低压直流电源。

次级电路是包含需要切换和控制的负载的电路。当我们谈论负载时,我们指的是任何耗电的设备,比如风扇、泵、压缩机甚至灯泡。

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主次解释

在一次侧,我们发现一个电磁线圈。这是一个线圈,当电流通过时会产生磁场。

当电流通过导线时,它会产生一个电磁场,我们可以看到在导线周围放置一些圆规,当电流通过导线时,指南针会改变方向以与电磁场对齐。当我们把导线绕成线圈时,每根导线的磁场结合在一起形成一个更大更强的磁场。我们可以通过简单地控制电流来控制磁场。

顺便说一句,我们在上一篇文章中已经介绍了螺线管是如何工作的,甚至是如何制作自己的螺线管。

在电磁铁的末端我们找到了电枢。这是一个旋转的小部件。当电磁铁通电时,它吸引电枢。当电磁铁断电时,电枢返回其原始位置。通常用弹簧来达到这个目的。

与电枢相连的是一个可移动的接触器。当电枢被电磁铁吸引时,电磁铁闭合并完成二次侧的电路。

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电枢

我们有两种基本继电器,常开型和常闭型。还有其他类型的继电器,我们将在本文后面介绍这些类型。

对于常开型,二次回路中没有电流,因此负载关闭。然而,当电流通过初级电路时,电磁铁中会产生磁场。这个磁场吸引电枢并拉动可移动接触器,直到它接触到次级电路的端子。这就完成了电路并向负载供电。

常闭式。二次回路通常是完整的,因此负载接通。当电流通过初级电路时,电磁场使电枢推开,从而断开接触器并断开电路,从而切断对负载的供电。

固态继电器或固态继电器的工作原理类似,但与机电式继电器不同,它没有运动部件。固态继电器使用电气和视力的固态半导体的特性,以执行其输入输出隔离以及开关功能。

在这种类型的装置中,我们发现一次侧有一个LED灯,而不是一个电磁铁。LED通过将一束光穿过间隙照射到相邻光敏晶体管的接收器中,从而提供光耦合。我们只需打开和关闭LED就可以控制这种类型的操作。

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SSR公司

光绝缘体的作用就像晶体管一样,不允许电流流动。在光电晶体管内部,我们有不同的半导体材料层。有N型和P型,夹在一起。N型和P型都是由硅制成的,但它们都与其他材料混合以改变其电性能。N型原子与一种物质混合在一起,这种物质给它提供了许多额外的、不需要的电子,这些电子可以自由地移动到其他原子上。P型与电子数较少的物质混合,所以这一侧有很多空位,电子可以移动到那里。

当材料连接在一起时,会形成一个电子屏障,阻止电子流动。

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光电晶体管

然而,当LED打开时,它将发射另一种称为光子的粒子。光子击中P型材料,击打电子,将其推过势垒进入N型材料。第一个势垒上的电子现在也能跃迁,所以产生了电流。一旦LED被关闭,光子就停止撞击电子穿过势垒,所以次级侧的电流也就停止了。

所以,我们可以用光束控制次级电路。

继电器有很多种类型,我们将考虑几种主要的继电器,以及一些如何使用它们的简单示例。

正如我们在本文前面看到的,我们有一个简单的常开继电器。这意味着二次侧的负载关闭,直到一次侧的电路完成。例如,我们可以用双金属片作为一次侧的开关来控制风扇。双金属片会随着温度的升高而弯曲,在一定的温度下,它将完成电路并打开风扇以提供一些冷却。

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常开简单示例

我们还有一个常闭继电器。二次负载通常在这一侧。例如,我们可以控制一个简单的泵系统,以保持储罐中的某个水位。水位低时,泵开启。但是,一旦达到我们要求的极限,它就完成了一次回路,并拉断了接触器,从而切断了泵的电源。

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常闭简单示例

在标准常开继电器中,一旦主电路断电,电磁场消失,弹簧将接触器拉回原来的位置。有时,我们希望一次回路断开后二次回路保持带电。为此我们可以使用闭锁继电器。

例如,当我们按下电梯上的呼叫按钮时,我们希望按钮上的灯一直亮着,这样用户就知道电梯来了。所以,我们可以用闭锁继电器来实现这一点。这类继电器有许多不同的设计,但在这个简化的例子中,我们有3个独立的电路和一个活塞,它们之间有一个活塞。第一个电路是呼叫按钮。第二个是灯,第三个是复位电路。

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闭锁继电器

当按下呼叫按钮时,完成电路并给电磁铁供电,从而拉动活塞,完成电路,使灯亮起。一个信号也被发送到电梯控制器,使电梯下降。按钮松开,这会切断初始电路的电源,但由于活塞不是弹簧加载的,所以它会保持在原位,灯仍然亮着。

一旦电梯轿厢到达下层,它就会接触到关闭开关。这为第二个电磁铁提供动力,并将活塞拉离,从而切断电灯的电源。

因此,闭锁继电器具有位置记忆的优点。一旦激活,它们将保持在最后的位置,而不需要任何进一步的输入或电流。

继电器可以有单极或双极。术语极是指继电器通电时开关的触点数量。这就允许一个以上的二次回路从一个一次回路通电。

例如,我们可以使用一个双极继电器来控制冷却风扇和一个警示灯。风扇和灯通常都是关闭的,但是当主电路上的双金属片过热时,它会弯曲以完成电路。这会产生电磁场并关闭二次侧的两个接触器,从而为冷却风扇和警示灯供电。

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双极

当处理接力时,你经常会听到“投掷”这个词。这是指触点或连接点的数量。双掷继电器由常开和常闭电路组成。双掷继电器也称为转换继电器,因为它在两个次级电路之间交替或改变。

在本例中,当主电路断开时,次级侧的弹簧将接触器拉至端子B,为灯供电。由于电路不完整,风扇保持关闭。

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双掷

当一次侧通电时,电磁铁将接触器拉到端子A并将电分流,这一次为风扇供电并关闭灯。因此,我们可以使用这种类型的继电器来控制不同的电路,这取决于一个事件。

双极双掷继电器或DPDT用于控制2个独立电路上的2个状态。

这里我们可以看到DPDT继电器。当一次回路不完整时,端子T1和T2分别连接到端子B和D。红色LED和指示灯通电。

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双极双掷

当主电路闭合时,T1和T2连接到端子A和C,风扇打开,绿色LED通电。

使用电磁铁时,我们需要考虑的是反电动势,或者说电动势。当我们给线圈供电时,电磁场达到最大值,磁场储存能量。当我们切断电源时,电磁场崩溃并很快释放出储存的能量,这个崩溃的磁场继续推动电子,这就是为什么我们得到反电动势。我们的电路不会产生很大的电压。

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抑制器二极管

为了克服这个问题,我们可以用二极管之类的东西来抑制它。二极管只允许电流朝一个方向流动,所以在正常工作时电流流向线圈。但是,当我们切断电源时,反电动势会推动电子,所以二极管现在将为线圈提供一条安全耗散能量的路径,这样就不会损坏我们的电路。

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