继电器是一种电动开关，用于使用小信号控制高压或大电流。它在控制电路和负载电路之间提供电气隔离，提高安全性和可靠性。继电器用于电力系统、机器、车辆和自动化。本文详细介绍了继电器的工作原理、其部件、类型、额定值、应用、故障和设计技巧。
继电器概述
继电器是一种电动开关，旨在允许小的低功率电流控制更大的电流，使其成为现代电气和电子电路的基本组件。在直接控制高压或大电流设备可能带来安全风险或降低效率的应用中，需要此功能。通过将控制侧与电源侧隔离，继电器可以保护敏感的低功率电路免受电压尖峰、浪涌和其他潜在破坏性电应力的影响。除了安全性之外，继电器还支持自动化，使控制器、微控制器和传感器能够可靠地运行电机、照明系统、HVAC 装置和工业机械等重负载。
2、继电器的功能
继电器是一种使用电力来控制其他电路的开关。继电器内部有一圈电线。当电流流过线圈时，会产生磁场。该磁场拉动称为电枢的小金属片，它移动并改变触点的位置。触点要么关闭以允许电流通过，要么打开以停止流动。
该过程分步骤进行：
• 线圈接收电 - 形成磁场。
• 电枢移动 - 触点打开或关闭。
• 线圈关闭 - 弹簧将电枢移回其起始位置。
继电器的组件
继电器是一种使用电磁铁进行作的电气开关。主要的电感部分是线圈和铁芯，当电流产生磁场时，它会产生磁力。该组件通常受到外壳的保护。
机械开关机构包括电枢，电枢响应磁力移动并为作提供机械偏置。弹簧在磁场被移除时将电枢恢复到其原始位置;这种弹簧通常由银合金制成，具有导电性。
电气开关动作发生在触点处：移动触点由电枢物理移动以连接或断开电路，而固定触点 （NO/NC） 表示继电器的常开 （NO） 或常闭 （NC） 状态，确定电路的默认连接。
继电器线圈规格
| 参数 | 这意味着什么 | 示例（5 V 继电器） |
|---|---|---|
| 线圈电阻 | 线圈的电阻，计算公式为电压除以电流。 | R = 5V ÷ 0.07A = 71Ω |
| 线圈功率 | 线圈使用的电功率，计算为电压乘以电流。 | P = 5V × 0.07A = 0.35W |
| 吸入电压 | 继电器开始打开的电压。通常约为额定电压的 75-80%。 | 3.8–4 伏 |
| 压差电压 | 继电器关闭的电压。通常约为额定电压的 10-30%。 | 1–1.5 伏 |
继电器触点开关
交流开关
当切换交流负载时，电流在交流电的每个周期中自然通过零。这有助于阻止触点打开时可能形成的电弧，使交流开关更容易并且对继电器触点的损坏更小。
直流开关
直流是恒定的，不会通过零。这使得触点打开时更有可能形成电弧。这些电弧会损坏或焊接触点，因此在使用具有直流负载的继电器时需要特别小心。
防止电弧的方法
• 反激式二极管：通常用于直流负载以安全地重定向电流。
• RC 缓冲器：用于交流和直流以限制电压尖峰。
• 金属氧化物压敏电阻 （MOV）：抑制高压瞬变并保护触点。
常见继电器类型及其应用
| 继电器类型 | 优势 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 机电继电器 （EMR） | 经济高效，在控制电路和负载电路之间提供清晰的电气隔离 | 用于工业控制、家用电器和汽车系统 |
| 干簧继电器 | 开关速度快，体积小巧，密封保护，适用于低电流信号 | 常用于通信设备、测试仪器和信号路由系统 |
| 固态继电器 （SSR） | 无移动部件、静音运行、开关速度高、寿命长 | 最适合自动化、加热系统和需要频繁切换的应用 |
| 闭锁继电器 | 即使在断电后也能保持其位置，节能 | 用于存储电路、电池供电系统和远程控制设备 |
哪个更好？
每种类型的继电器都最适合特定情况，具体取决于电路的要求。机电继电器简单且价格实惠，可用于许多基本控制系统。当需要快速响应和低电流作时，干簧继电器会更好，因为它们可以快速切换并密封以提供保护。
固态继电器以其安静高效的性能而闻名，因为它们没有移动部件，使其适用于需要频繁切换的电路。闭锁继电器有助于节省能源，因为它们可以在不使用连续电源的情况下保持在一个位置。
继电器故障及其解决方案
| 常见故障 | 原因 | 修复/预防措施 |
|---|---|---|
| 接触点蚀或焊接 | 当过大电流或电弧损坏继电器触点时发生 | 使用额定负载的触点，包括缓冲电路等电弧抑制装置 |
| 线圈烧坏 | 当线圈暴露在更高的电压或持续过流下时发生 | 在额定线圈电压内运行，并使用保护元件限制浪涌 |
| 联系 Bounce 或 Chatter | 振动、安装不良或线圈磁力弱造成的结果 | 确保继电器安装牢固、线圈驱动电压正确、继电器设计高质量 |
| 氧化或腐蚀 | 由潮湿、灰尘或暴露于恶劣环境引起 | 使用密封继电器或带镀金触点的继电器来处理低电流信号 |
继电器的不同应用
• 大灯和雾灯
• 启动电机控制
• 电机启动器
• 传送带控制
• 智能照明控制
• 电器切换
• 过流保护
• 接地故障保护
• 线路切换
• 信号路由
• 扬声器保护电路
• 冰箱（压缩机继电器）
•洗衣机
结论
继电器是安全可靠地控制电路的基础。它们隔离信号、处理不同负载和支持自动化的能力使它们在许多系统中都很有用。通过正确的选择、正确的接线和良好的设计实践，继电器具有较长的使用寿命和稳定的性能。了解它们的作和规格是构建安全高效的电路所必需的。
常见问题 [FAQ]
第一季度。什么是继电器触点材料？
它是继电器触点上使用的金属，例如银、金或钨。它影响电导率、抗电弧性和触点寿命。
第二季度。什么是继电器迟滞？
它是打开继电器（拉入）的电压和关闭继电器（压差）的电压之间的差值。它可以防止颤动。
第三季度。一个继电器可以同时切换交流和直流负载吗？
是的，但交流和直流额定值不同。直流负载更难切换，需要较低的电压和电流限制。
第四季度。为什么要使用继电器插座？
它可以轻松更换继电器，保护继电器引脚免受损坏，并提高接线安全性。
第 5 季度。继电器中的 SPDT 或 DPDT 是什么意思？
这些描述了联系人配置。SPDT 控制一个带有两个输出的电路。DPDT 同时控制两个独立的电路。
第 6 季度。常开触点和常闭触点有什么区别？
当继电器通电时，NO（常开）触点闭合。继电器通电时，NC（常闭）触点打开。