继电器

中文名称：继电器 英文名称：relay 

定义：当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。 

所属学科：电力（一级学科）；继电保护与自动化（二级学科） 

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
当输入回路中激励量的变化达到规定值时，能使输出回路中的被控电量发生预定阶跃变化的自动电路控制器件。它具有能反应外界某种激励量（电或非电）的感应机构、对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构，以及能对激励量的大小完成比较、判断和转换功能的中间比较机构。继电器广泛应用于自动控制、遥控遥测、通信、广播和航天技术等领域，起控制、保护、调节和传递信息的作用。

继电器的品种繁多，应用最广的是电磁继电器。

电磁继电器的结构 　典型结构如图1。一般的电磁继电器由电磁系统、接触系统、传动和复原机构三部分组成。 电磁系统 　即感应机构，由软磁材料制成的铁芯、轭铁和衔铁构成的磁路系统和线圈组装而成。

接触系统 　即执行机构，由不同形式的触点簧片或用作触点的接触片以一定的绝缘方式组装而成，如图1中的3、4、5触点构成的接触系统。

传动和复原机构 　即中间比较机构，实现继电器动作的传动机构是指当线圈激励时将衔铁运动传递到触点簧片上的机构。一般是由和衔铁连接在一起的触点簧片直接传动或通过衔铁的运动间接地推动触点簧片运动。图1是一种由衔铁直接带动触点簧片3运动的传动形式。

复原机构是指当线圈去激励时将衔铁恢复到原始位置的机构。除少数继电器通过接触系统总压力实现衔铁复原外,一般是通过复原簧片或弹簧来实现的。图1中复原机构的动作是通过复原弹簧6来实现的。

继电器特性 　主要有继电特性、吸力和反力特性等。

继电特性 　当继电器线圈的电压或电流达到一定值（图2之x₁）时，衔铁吸合，使常开触点闭合，触点回路接通；当线圈电压或电流逐渐减小到一定值(x₂)时，衔铁释放，常开触点也随之断开，触点回路被切断。电磁继电器利用线圈中的电压或电流来控制触点回路的电压或电流，当线圈中的电信号变化到一定值时，触点回路的电信号呈现阶跃式的变化（由变至）。这种特性称为继电器的继电特性，也称继电器的输入-输出特性。 吸力与反力特性 　在导磁体未达饱和并略去漏散磁通影响的条件下,继电器的电磁吸力F（即当继电器线圈激励时，在气隙间测得的铁芯极面对衔铁的电磁吸力）可用下式表示

式中IN为继电器的安匝值，δ为继电器衔铁与铁芯间的气隙，S为继电器铁芯极面面积，K为系数。根据公式，当衔铁与铁芯间的气隙很小且安匝值不变时，继电器的电磁吸力与气隙的平方成反比。这一关系称为继电器的吸力特性，如图3中的曲线组1、2、3。 继电器衔铁在运动过程中要承受复原簧片（或弹簧）和接触簧片等的机械力的作用。这个机械力在一个很大的范围内变动。继电器衔铁在运动过程中所克服的机械力与衔铁运动的位移间的关系曲线，称为反力特性曲线（图3中的曲线4）。

为了保证继电器衔铁的吸合，在衔铁运动的整个行程中，衔铁上的电磁吸力应始终大于它承受的机械反力，即继电器线圈的激励安匝值应等于吸合安匝值（图3中曲线2）。但实际上为了确保在任何环境条件下继电器都能够可靠地工作，一般加到继电器线圈上的工作安匝值等于吸合安匝值的 1.5～4倍（图3中的曲线1）。

特性参数 　图2中x₁称为继电器的吸合值,x₂称为继电器的释放值，比值x₂/x₁=K_f称为返回系数。输入参数 x₁对应的功率称为吸合功率，它是表示电磁继电器吸合时所需要的最小功率，通常称为继电器的灵敏度。有时也用继电器的吸合安匝值来表示。

电磁继电器的动作时间包括吸合时间和释放时间。吸合时间是指从线圈通电开始，到所有触点达到工作状态所需时间。释放时间是指从线圈断电开始，到所有触点恢复到释放状态所需要的时间。吸合时间和释放时间不包括触点的回跳时间和动态接触电阻的稳定时间。

接触电阻是指当触点对通电时，在两触点接触表面间显示出的电阻值。寿命是指继电器在规定的环境条件和负载下，能够正常动作的最小次数。

触点负载能力是指继电器触点能承受的开路电压值和闭路电流值。

种类 　常用的电磁继电器有舌簧继电器、极化和磁保持继电器、密封电磁继电器。 舌簧继电器 　由线圈和舌簧管构成的一种结构较简单的电磁继电器（图4）。舌簧管是由两根或三根高导磁材料制成的舌簧片封结在玻璃管中构成的。舌簧片可构成磁路的一部分。封结在玻璃管内的舌簧片自由端电镀一层贵金属，因此它又可作为继电器的触点起开闭电路的作用。线圈激励通电后，封结在玻璃管两端的舌簧片被磁化，管内两簧片的自由端相互吸引而闭合,使被控电路接通；线圈断电后，磁路中磁通消失，两舌簧片在本身机械应力的作用下回弹而分开，使被控电路切断。作为触点的舌簧片一端被封结在玻璃管内，可以避免污染物对触点可靠工作的影响。触点间浸润水银的叫水银湿式舌簧继电器。 极化和磁保持继电器 　极化继电器是能反应输入信号方向的电磁继电器（图5）。磁路系统中存在永久磁铁的极化磁通φ_m和线圈激励后所产生的工作磁通φ_g，由于两者的相互作用，衔铁到导磁体两极面间的气隙磁通出现一边大一边小的现象，而衔铁倒向磁通较大的一边。改变线圈电流方向，衔铁到导磁体两极面间的气隙磁通量的大小也随之改变，从而衔铁被吸向导磁体的另一极面。极化继电器的灵敏度高（功率小于10微瓦）动作速度快（小于1毫秒），但触点切换能力较小。

磁保持继电器也有较高的灵敏度和较快的动作速度，且由于触点压力和触点切换能力也比较大，和一般电磁继电器的切换能力相当。它在线圈断电后仍能保持原来工作状态，可以节省能源，广泛用于航空、航天以及其他电子设备中。

密封电磁继电器 　用于飞机、卫星等的继电器应能经受高温、低温、低气压、高振动冲击和核辐照等恶劣环境,而且可靠性要求高，需要使用全密封的电磁继电器。





简介
当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，继电器使被控制的输出电路导通或断开。

输入量可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)及非电气量(如温度、压力、速度等)两大类。

继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。

电磁继电器的工作原理和特性

电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。

固态继电器（SSR）的工作原理和特性

固态继电器[1]是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。

固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。

热敏干簧继电器的工作原理和特性

热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

磁簧继电器

磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管作动之继电器，为一种线圈传感装置。因此磁簧继电器之特征、小型尺寸、轻量、反应速度快、短跳动时间等特性。
当整块铁磁金属或者其它导磁物质与之靠近的时候，发生动作，开通或者闭合电路。由永久磁铁和干簧管组成。永久磁铁、干簧管固定在一个不导磁也不带有磁性的支架上。以永久磁铁的南北极的连线为轴线，这个轴线应该与干簧管的轴线重合或者基本重合。由远及近的调整永久磁铁与干簧管之间的距离，当干簧管刚好发生动作（对于常开的干簧管，变为闭合；对于常闭的干簧管，变为断开）时，将磁铁的位置固定下来。这时，当有整块导磁材料，例如铁板同时靠近磁铁和干簧管时，干簧管会再次发生动作，恢复到没有磁场作用时的状态；当该铁板离开时，干簧管即发生相反方向的动作。 磁簧继电器结构坚固，触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置限制开关，也可以用以探测铁制门、窗等是否在指定位置。

光继电器

光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，指发光器件和受光器件一体化的器件。输入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通过光信号传输。
其特点为寿命为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘耐压、超小型、光传输、无接点…等。
主要应用于量测设备、通信设备、保全设备、医疗设备…等。^[1]

先了解必要的条件：①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；②被控制电路中的电压和电流；③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
 
注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
继电器的分类方法较多，可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。 

一、按作用原理分 

1．电磁继电器 

在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。 

它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器，节能功率继电器。
                                                                                      
(1)直流电磁继电器：输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。 

(2)交流电磁继电器：输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。
 
(3)磁保持继电器：将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。 

(4)极化继电器：状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。
 
(5)舌簧继电器：利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。        
                                                                     
(6)节能功率继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器，但它的电流大（一般30-100A），体积小，节电功能。         
                                                                   
2.固态继电器 

输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。
 
3.时间继电器 

当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。 

4.温度继电器 

当外界温度达到规定值时而动作的继电器。 

5.风速继电器 

当风的速度达到一定值时，被控电路将接通或断开。 

6.加速度继电器 

当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。
 
7.其它类型的继电器 

如光继电器、声继电器、热继电器等。 

二、按外形尺寸分 
  
继电器外形尺寸分类 

名 称    定 义 

微型继电器    最长边尺寸不大于10mm的继电器 

超小型继电器    最长边尺寸大于10mm，但不大于25mm的继电器 

小型继电器    最长边尺寸大于25mm，但不大于50mm的继电器 

三、按触点负载分
    
继电器触点负载分类 
 
名 称    定 义 

微功率继电器    小于0.2A的继电器。
 
弱功率继电器    0.2～２Ａ的继电器。 

中功率继电器    2～10A的继电器。
 
大功率继电器    10A以上继电器。
 
节能功率继电器    20A-100A的继电器 

四、按防护特征分  

继电器防护特征分类 

名 称    定 义 

密封继电器    采用焊接或其它方法，将触点和线圈等密封在金属罩内，其泄漏率较低的继电器 

塑封继电器    采用封胶的方法，将触点和线圈等密封在塑料罩内，其泄漏率较高的继电器 

防尘罩继电器    用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器 

敞开继电器    不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器
 
五、按用途分  
 
继电器用途分类 

名 称    定 义 

通讯继电器 （包括高频继电器）    该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流，环境使用条件要求不高。 

机床继电器    机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。 

家电用继电器    家用电器中使用的继电器，要求安全性能好。
 
汽车继电器    汽车中使用的继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲、抗振性高。
安全继电器    用于实现安全功能的继电器。主要的产品以皮尔磁为代表的用于安全控制的系列产品
继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。
继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。
作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：
1) 扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。
2) 放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。
3) 综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。
4) 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。
额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。 测触点电阻
用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0；而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。
测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。
测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。
测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10~50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。 继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有下面几种基本形式：

A.动合型：H型；线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。

B.动断型：D型；线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。

C.转换型：Z型；这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

1.先了解必要的条件:控制电路的电源电压，能提供的最大电流；被控制电路中的电压和电流；被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用，最后考虑尺寸是否合适。

3.注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。

1、额定工作电压：是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

2、直流电阻：是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。

3、吸合电流：是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

4、释放电流：是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。 

5、触点切换电压和电流：是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。用技术；指继电器中线圈在失去电流的情况下会产生一个非常高的反相电动势，很容易损坏控制它的电子器件，在使用过程中务必重点考虑在设计电路中引入吸收电路。

1、http://zhidao.baidu.com/question/35381399.html?si=10
2、http://www.71168.cn/2005/2005-9-25/2005925171517.html

3、http://www.513dq.com/channel/13583514

4、http://www.jidianqi.cc/news/show-8.html

5 http://hi.baidu.com/tthr/blog/item/e51ff31612b25804962b4348.html