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继电器的分类

在本教程中,我们将看到一些常用的继电器。我们将学习继电器的分类,不同类型的继电器,如闭锁继电器,簧片继电器,固态继电器,差动继电器,汽车继电器,定时器延迟继电器和更多。

简介

继电器是一种开关,它可以在电流信号或脉冲的帮助下打开或关闭。例如,如果你想使用微控制器打开或关闭LED,你可能会将LED直接连接到微控制器的IO引脚(有一个限流电阻),并发送一个信号,好吧,打开或关闭LED。

但是如果你想使用微控制器打开或关闭一个10W的LED灯泡呢?由于LED是一个对电压和电流要求很小的微小器件(这对于单片机来说是合理的),所以直接连接在单片机的IO Pin上。

你不能用10W LED灯泡做同样的事情。首先,它是由主电源供电的。第二点是,即使它是一个直流电源灯泡,10W对微控制器来说有点太多了。这就是像继电器这样的设备派上用场的地方。

如前所述,在继电器中,一个小信号(通常来自微控制器)可以用来控制一个高电压和大电流的设备(如前面提到的LED灯泡电源)。

如果你从事DIY项目(无论是为你的家还是为你的车),你可能会遇到继电器。电磁继电器是最受欢迎的,但还有其他几种类型的继电器,用于不同类型的应用(工业,汽车等)。

类型的继电器

有不同类型的继电器,如:

  • 电磁继电器
  • 闭锁继电器
  • 电子继电器
  • Non-Latching继电器
  • 簧片继电器
  • 高压继电器
  • 小信号继电器
  • 时间延迟继电器
  • 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
  • 回转式继电器
  • 序列继电器
  • 动圈式继电器
  • 瓦斯继电器
  • 安全继电器
  • 监督继电器
  • 接地故障继电器

所有这些继电器和许多其他继电器都是根据它们的功能、应用类型、配置或结构特点等进行分类的。现在,让我们看一下各种类型的继电器,它们在许多应用中更受欢迎。

闭锁继电器

闭锁继电器是一种被激活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或停留继电器。在需要限制功耗和耗散的应用中,闭锁继电器是最合适的。

闭锁继电器中有一个内部磁铁。当电流被提供给线圈时,它(内部磁铁)保持接触位置,因此它不需要电源来保持它的位置。因此,即使被驱动后,驱动器电流的线圈不能移动的接触位置,但仍然在其最后的位置。因此,这些继电器节省了相当多的能源。

闭锁继电器

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,闭锁继电器没有任何默认位置,如上图所示。

在一个线圈式继电器中,电枢的位置是由电流在线圈中流动的方向决定的,而在两个线圈式继电器中,电枢的位置是由电流流过的线圈决定的。这些继电器一旦被激活可以保持它们的位置,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来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,质量更低。

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

簧片的重叠端由触点组成,因此输入端和输出端可以连接到它们。当给线圈供电时,就会产生磁场。这些磁场使芦苇聚集在一起,因此它们的触点通过继电器形成一个闭合路径。此外,在去激励的过程中的线圈,芦苇是分开的弹簧的拉力连接到它。

簧片继电器

簧片继电器的开关速度是机电继电器的10倍以上,因为质量较小,不同的驱动介质和更小的触点。然而,由于触点较小,这些继电器会产生电弧。

在开关电弧跨越触点的情况下,接触面将在一小段上熔化。此外,如果两个触点仍然闭合,这将导致触点的焊接。因此,即使在线圈退磁后,弹簧力也可能不足以将它们分开。这是继电器的不良状态。

这个问题可以通过在继电器和系统电容之间设置串联阻抗(如电阻或铁氧体)来克服,从而减少涌流,从而避免继电器中的任何电弧。由于簧片继电器体积小、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,这些继电器对通电的电流方向非常敏感。它是一种直流电磁继电器,具有附加的永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、电磁铁和电枢组成。

代替弹簧力,这些继电器使用磁力来吸引或排斥电枢。在这种情况下,电枢是一个永磁体,在由电磁铁形成的极面之间转动。当电流流过电磁铁时,就会产生磁通量。

当电磁铁所施加的力超过永磁体所施加的力时,电枢就会改变其位置。同样,当电流中断时,电磁力减小到小于永磁体的电磁力,电枢恢复到原来的位置。

极化继电器

磁通量Φ所产生的永磁体通过电枢分为两部分即Φ分支1和Φ2.通量Φ1通过磁铁的左工作间隙,而Φ2通过磁铁的正确工作间隙。

如果线圈中没有电流,电枢将停留在中性位置的左边或右边由于这两个磁通,因为中性在这样的磁系统中是不稳定的。

每当向继电器的线圈提供电流时,额外的工作磁通量Φ通过磁铁的工作间隙。由于这些磁场的相互作用,对电枢施加了一个力,这个力取决于电流的大小、电枢的初始位置、电流的极性、磁铁的功率和工作间隙的值。

根据这些参数的组合,继电器的电枢转到一个新的稳定状态,从而关闭正确的触点,因此继电器拾取。

根据磁路配置的不同,有不同类型的极化继电器。这两种最流行的继电器包括差动继电器和桥式继电器。

在差动磁系统中,永磁体的两个磁通差作用于电枢。在桥式磁系统中,线圈在工作间隙区域内分为两个磁通,磁通符号相反,而永磁体的磁通不分为两个磁通。对于普通尺寸的继电器,差动式磁性系统被广泛应用。

瓦斯继电器

这些继电器是气体操作或驱动继电器。这些继电器用于检测早期故障(或内部故障,最初是小故障,但随着时间的推移,它们会变成大故障)。它们最广泛地用于变压器保护,并安装在变压器槽和保存器之间的室中。这些只用于油浸继电器,主要用于电力传输和配电系统。

瓦斯继电器

上图为布赫兹继电器的工作原理。当变压器内部发生早期故障(或缓慢发展的故障)时,由于气体积聚,油位下降。这导致空心浮子倾斜,因此水银触点闭合。这些水银触点完成报警电路的路径,使操作人员知道变压器发生了一些早期故障。

每当变压器发生严重故障时,如相短路或接地故障等,由于油位迅速下降,油箱内压力突然升高。因此,油被冲向导体,由于这,下侧瓣阀偏转。因此,它关闭水银开关接点,从而启动跳闸电路。然后将变压器与电源断开。

过载保护继电器

过载保护继电器是专门为电动机和电路提供过流保护而设计的。这些过载继电器可以是不同类型的,如固定双金属条型,电子或可互换的加热器双金属等。

如果电机过载,则需要对电机进行过流保护。为此,使用过载传感设备,如热操作继电器。热操作继电器由一个线圈组成,它加热双金属片或焊锡锅融化,从而释放与线圈串联的辅助触点的操作弹簧。线圈通过感应负载中由于过载而产生的过剩电流而失电。

利用电机电枢热模型可以估计电机绕组的温度,通过测量电机电流可以估计电子过载保护继电器的温度。因此,利用过载保护继电器可以对电机进行准确的保护。

过载保护继电器

固态继电器(SSRs)

固态继电器使用固态元件如bjt、晶闸管、igbt、mosfet和可控硅等来执行开关操作。这些继电器的功率增益比机电继电器高得多,因为所需的控制能量(为控制电路供电)比这些继电器要控制的功率(开关输出)低得多。这些继电器可以设计为交流和直流供电。

由于没有机械触点,这些继电器具有很高的开关速度。SSR由传感器组成,传感器也是一种电子设备,该传感器对控制信号作出响应,以便打开或关闭负载的电源。

ssr有不同的类型,但主要类型有光耦合ssr和变压器耦合ssr。在变压器耦合SSR中,一个小的直流电流通过a向变压器的初级绕组供电直流交流变换器

然后,该电流被转换为交流电,并加强以操作固态设备(在这种情况下是可控硅)以及触发电路。输入输出之间的隔离程度取决于变压器的设计。

固态继电器(SSRs)

对于光耦合ssr,光敏半导体器件用于执行开关操作。将控制信号施加到LED上,使光敏器件通过检测LED发出的光进入传导模式。由于采用了光敏检测原理,该型SSR与变压器耦合SSR相比隔离度较高。

固态继电器(SSRs)

与机电继电器相比,固态继电器具有更快的开关速度。此外,由于没有运动部件,它的预期寿命更高,他们往往产生非常少的噪音。

逆定最小时间继电器(IDMT Relays)

这类继电器在较高的故障电流值时具有定时电流特性,在较低的故障电流值时具有反时电流特性。这些广泛用于保护配电线路,并提供电流和时间设置的限制。

在这种类型的继电器中,继电器的工作时间近似与拾取值附近的故障电流成反比,并在略高于继电器拾取值的地方成为常数。这可以通过使用磁芯实现,该磁芯在电流略大于拾取电流时饱和。

IDMT继电器

拾取值,即驱动量或故障电流触发继电器工作的点,称为拾取值。由于该继电器具有驱动量达到无穷大时时间不趋近于零的特点,故称为IDMT。

当故障电流较低时,给出逆时间特征;当故障电流较高时,给出确定的时间特征,如图所示。工作时间从一个特定的值变成常数,直到驱动量变成无穷大,如图所示(得到一条曲线,变成常数)。

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。当两个或两个以上相似电量的相量差超过预定值时,差动继电器就工作。电流差动继电器的工作原理是比较进入和离开被保护系统的电流的大小和相位差。

在正常工作状态下,进入和离开的电流在大小和相位上是相等的,所以继电器不工作。但如果系统中发生了断层,这些电流的大小和相位就不再相等了。这种类型的继电器的连接方式是使进入电流和离开电流之间的差异流过继电器的工作线圈。因此,继电器线圈在故障状态下由于电流的差异而通电。因此,继电器动作并打开断路器,从而跳闸。

Diff继电器

上图是差动继电器的原理,在电力变压器的两侧分别连接两个电流互感器,即一个电流互感器在一次侧,一个电流互感器在二次侧。继电器比较两边的电流,如果有任何不平衡,继电器就倾向于操作。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。

注意:我将在未来增加更多类型的继电器的细节。

一个回应

  1. 差动继电器是否是静态继电器
    如果没有,那么请共享静态类型距离,过流,方向和差动继电器。

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