淺析繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應用

劉旭東

（中材建設有限公司,北京 100176）

1 繼電器的工作原理及作用

1.1 繼電器的工作原理

繼電器是電力系統(tǒng)中的一個電子控制器件，由控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)共同構成。一般作為自動控制電路系統(tǒng)中可以通過運用較小電流就可以控制較大電流的連接或中斷的“自動開關”系統(tǒng)[1]。因為繼電器所具備的隔離和切斷的功能，因此在類似于遙控、自動控制、機電一體化等電器設備中的應用較為廣泛，是其中的關鍵器件。在實際應用中，繼電器可以通過感應系統(tǒng)將電力系統(tǒng)或者是電路中的電流、電壓、功率等各種因素都顯示出來，并且有可以對處于控制狀態(tài)下的電路實現(xiàn)連接和斷開控制的執(zhí)行系統(tǒng)，以及在電路系統(tǒng)中的繼電器實現(xiàn)輸入與輸出時，還要對其間的輸入量進行耦合與隔離，這就需要對此進行處理的中間驅動系統(tǒng)[2]。

1.2 繼電器的作用

作為電力系統(tǒng)中的實現(xiàn)自動化控制的關鍵器件，繼電器在電路中一般發(fā)揮了以下作用：

（1）有效的擴大了可控制的范圍，例如使用多觸點繼電器時，當多觸點繼電器中的控制系統(tǒng)中達到了設定的控制數(shù)值時，就可以根據(jù)觸點控制的系統(tǒng)的不同，同時在電力系統(tǒng)中實現(xiàn)斷開、轉接以及接通多路電路等多種功能[3]。

（2）放大其可控制電流量。在一些靈敏型繼電器或中間繼電器中，通過極小的控制電流量就可以將對電流量較大的電路實現(xiàn)控制。

（3）較強的信號綜合能力。當多個控制信號通過其固定的形式輸入繼電器以后，繼電器就可對這些信號進行綜合的比較，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)或電力線路控制的目的。

圖 1 電磁繼電器

圖 2 固態(tài)繼電器

（4）可實現(xiàn)自動化遠程遙控監(jiān)測，當繼電器同電器自動化工程中的其他電器、裝置一起安裝后，就可以通過智能編程或者程序來遠程控制線路的運行和切斷，在很大程度上實現(xiàn)了自動化運行。

2 繼電器在電氣工程中的常用類型及選用條件

2.1 繼電器的常用類型

在電氣工程中和自動化低壓器中的繼電器類型包括：電磁繼電器、固態(tài)繼電器、熱繼電器、舌簧繼電器、時間繼電器、高頻繼電器等，使用頻率較高的有電磁繼電器、固態(tài)繼電器以及熱繼電器。

（1）電磁繼電器就是通過將輸入電路中的電流在電磁鐵的鐵芯和銜鐵之間的吸力互相作用，而控制電路接通和斷開的一種電氣繼電器。具體如圖1所示;（2）固態(tài)繼電器又被稱作SSR。在固態(tài)繼電器中，把兩個接線端作為輸入控制系統(tǒng)，另外的兩個接線端作為輸出的被控制系統(tǒng)，通過中間的隔離元件來完成對電力系統(tǒng)中的控制和被控制系統(tǒng)的隔離（如圖2）。根據(jù)可負載電源類型的差異可以將固態(tài)繼電器分為直流固態(tài)繼電器和交流固態(tài)繼電器，也可以根據(jù)隔離元件類型的不同，將固態(tài)繼電器分為混合型、變壓器隔離型以及光電隔離型，在電氣工程和自動化低壓器中最常用的是光電隔離型的繼電器;（3）熱繼電器就是在電力系統(tǒng)運行的過程中，如果系統(tǒng)或線路中的溫度達到一定值，就會自動斷開的繼電器。具體離開說就是，當電氣工程中的供電系統(tǒng)進行工作時，會放出大量的熱量，通過熱元件傳遞，使金屬片出現(xiàn)不同程度的形變，當形變使金屬片的距離變大并推動觸點，就可以及時的使電路斷開，起到了保護動力系統(tǒng)的作用。但是這種類型的繼電器在實行該操作后不能及時的復位，直到溫度下降到一定值才可以復位。

2.2 繼電器的一般選用條件

為了能夠保護電氣工程和自動化低壓電器，使系統(tǒng)能夠平穩(wěn)運行，在選用繼電器的時候就要注意以下的選用條件：

（1）可以實現(xiàn)對電路中電源電壓控制，這是在選擇繼電器時的基本選用依據(jù)。要將電路中的電流和電壓控制一定的范圍內，還要對系統(tǒng)中被控電路的組數(shù)，觸點形式進行規(guī)范。尤其需要保證被控制的電路中有足夠應用于工作的電流;（2）要根據(jù)查閱的相關資料與數(shù)據(jù)中，分析電氣工程和自動化低壓電器中已經選用的繼電器型號，如果已經購進或已有繼電器，就要根據(jù)資料來檢驗繼電器是否適用。因為電氣工程或是自動化低壓器的規(guī)格有所不同，因此，需要對繼電器的尺寸等進行測量與核對;（3）要注意檢查電力系統(tǒng)中的器具的容積，因為器具的的容積也會影響到選用的繼電器大小。如果在一般的電路板安裝中就可選用小型繼電器，像小型的玩具和遙控就要選用超小型的繼電器了。

3 繼電器在電氣工程和自動化低壓電器中的應用分析

繼電器因為其本身所具備的優(yōu)勢以及通用性，使得它在電氣工程的安裝施工，自動化的低壓電器，尤其是家用電器等各個領域獲得了廣泛的應用。

圖 3 熱繼電器

3.1 在家用電器領域的應用

在家用電器領域，繼電器一般用于洗衣機、微波爐等電器中。因為繼電器的觸點最高負載值可達到電壓220V，功率5000W，最小可以作為螺線管、指示燈等驅動。而且家電一般要求使用壽命時間至少在5年以上，也就是，在使用的過程中，要求繼電器可以至少工作105到210次，而且繼電器工作的環(huán)境溫度應盡量保持在-40到55℃，在一些電器中，如微波爐、電加熱器等功率較大的電器中，溫度要求達85℃。而且在投入使用之前，要做好相關的安全檢查，保證其安全性。

3.2 在電氣工程中的應用

因為繼電器良好的控制功能，尤其是運用交流繼電器在對電氣工程實現(xiàn)控制中，發(fā)揮出的積極作用，使其在電氣工程中的應用越來越廣泛。在工業(yè)控制中，通過開關來驅動繼電器，就可以使繼電器通過觸點來對系統(tǒng)內的電磁閥、動力系統(tǒng)以及指示燈都進行控制。在一般的電氣工程應用環(huán)境中，電壓控制在24VDC、220VAC，并且應用數(shù)字信息處理手段來提高繼電器的應用率。經由智能的數(shù)據(jù)編程數(shù)據(jù)來操控，將信號輸入系統(tǒng)中的機床控件、邏輯單元等元件中，對每一個坐標服務的電機的大概2到5個軸向進行控制。一半將這種自動控制方法應用于控制鉆床、六角車床、普通車，床和自動仿形校驗機。為了保證繼電器可以發(fā)揮出其在電氣工程中的作用，要對其靈敏度，快速反應和高效切換進行檢驗。因此，對電器工程中應用繼電器的環(huán)境做出以下要求：在進行工業(yè)操作的時候，存在高速運轉的器械把外界的影響因素傳遞到控制系統(tǒng)，或者是存在冷卻液飛濺的現(xiàn)象，因此在使用的時候就要把可能影響控制系統(tǒng)運行的因素都考慮在內，及時的采取保護措施，保障使用的安全性。而且在使用的過程中，如果工作人員操作不當，也可能對系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性有所影響，為了能夠不斷提高繼電器的可靠性，就要求繼電器設設計者，能夠根據(jù)目前繼電器實際應用中存在的問題，對繼電器的使用方式進行一定的調整。此外，還應該注意到對繼電器的使用環(huán)境的控制。繼電器在使用的過程中可能受到溫度、濕度、機械應力外力以及電壓等外部因素的影響，因此在使用的過程中就要不斷提高繼電器組成器件的絕緣性和強抗電性，盡量采取密封的繼電器工藝，這樣就可以有效的保證繼電器的穩(wěn)定性安全性，并且在其的使用過程中，減少外部環(huán)境的影響，不會影響其使用功能。

4 結束語

總而言之，隨著科學技術的發(fā)展和人們對物質條件的要求越來越嚴格，繼電器在電氣工程和自動化低壓電器中的應用越來越廣泛。隨著對繼電器應用范圍的增加，人們都繼電器的要求也越來越高，要想使繼電器發(fā)揮出更大的作用，就要在實踐應用中不斷完善繼電器功能，對存在的問題進行及時的糾正，這樣才能更好的服務于電氣工程和自動化低壓電器，使其使用功能不斷完善。

[1]廉忠平.探析繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應用[J].黑龍江科技信息,2014(02).

[2]單耀生.解析繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應用[J].科技傳播,2013(05).

[3]郭新鳳.探析繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應用[J].赤子,2012(04).