基于低壓電器的電氣工程繼電器自動化應用研究

陳娜 孫莉莉 付強 韋金英

摘 要：隨著當今科學技術的不斷發展，我國不同領域及行業也得到飛速發展。尤其是物理科學技術的發展，使得各種電器設備在日常生活中得到廣泛應用。電從發明至今給人們的生活帶來了巨大便利，與此同時，我們也應該做好用電保護工作。繼電器就是為了保護電路而產生的。在電氣工程及其自動化的電路中，繼電器可以起到保護電路、控制電路和電路轉換等多種作用。本文將簡單介紹電路工程及自動化低壓電器中的核心電器—繼電器，以及繼電器在電氣工程中的實際應用。

關鍵詞：保護電路；電路工程及其自動化；低壓電器；繼電器

1 繼電器工作原理及其功能

1.1 繼電器工作原理

繼電器是對電路控制的一種電路元件，它是由兩個系統組成的，即控制系統和被控制系統。它的工作原理是通過對接入電流的強弱變化感應自動控制電路通斷的。作為能夠控制電路的安全開關，一般來說，繼電器的主要組成部分是線圈和觸點兩部分。為了保證繼電器正常工作及保護電路的安全，往往會組裝一些其他器件。在繼電器的相關電路表示符號中，長方形是最常見的一種表示方法。長方形的數量與繼電器的線圈數量成正比。通常情況下，繼電器的表示符號有Z型、H型、D型，在對觸點以及線圈進行組合的時候，可以在長方形旁邊直接刻畫相應的字符，也可以在電路中具體的刻畫觸點，并且標注上與繼電器類型相符的符號。繼電器的本質是一個自動開關，因此，使用者可以根據需要來選擇不同類型的繼電器來滿足需要。在繼電器工作時，繼電器中的線圈通電，動鐵芯在電磁力作用下動作吸合，帶動動觸點動作，使常閉觸點分開，常開觸點閉合；線圈斷電，動鐵芯在彈簧的作用下帶動動觸點復位，繼電器的工作原理是當某一輸入量（如電壓、電流、溫度、速度、壓力等|）達到預定數值時，使它動作，以改變控制電路的工作狀態，從而實現既定的控制或保護的目的。在此過程中，繼電器主要起了傳遞信號的作用。

1.2 繼電器的功能

作為一種開關元件，繼電器可以對電流進行安全控制，并充分反映電路的一些輸入變量。繼電器的作用有多種，比如：擴大控制的能力、控制電路相關信號、控制多路電路，此外，繼電器還可以實現電路的自動化，大大提高了電路的工作效率。具體來說，有以下幾點：

（1）擴大控制作用。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定植時，可以接觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。

（2）放大。例如，靈敏性繼電器、中間繼電器等。用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。

（3）綜合信號。例如，當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時經過比較綜合，達到預定的控制效果。

（4）自動、遙控、檢測。例如，自動裝置中的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制電路，從而實現自動化運行。

2 繼電器在電氣工程及其自動化電路中的實際應用

2.1 繼電器的分類及選擇

繼電器有多種類型，根據負載、防護類別以及動作原理等對繼電器進行具體分類。若根據繼電器的大小來分類，則大體上可分為小型、微型以及超小型3種。根據原理和特性來分，可以分為功率方向繼電器、電磁繼電器、固態繼電器、熱敏干簧繼電器、磁簧繼電器、光繼電器、時間繼電器、中間繼電器、靜態中間繼電器。目前我國繼電器種類很多，而且在電力設備中得到了很好的應用。選擇繼電器時，首要條件就是對電源電壓的控制，使電源能夠提供最大電壓值。選用正確型號的繼電器，并對繼電器進行模擬安全檢測，以確保繼電器能夠安全工作。另外，對繼電器的尺寸選擇也是重要的一步。選擇合適尺寸的繼電器，使繼電器與電路設備完美組合。

2.2 繼電器在電路中的實際應用

繼電器的使用，給人們的生活帶來了巨大的便利。繼電器在家用電器中得到了廣泛的應用。尤其是洗衣機、電加熱器等常用家用電器。以電磁繼電器在溫度自動報警器中的應用為例進行說明，溫度升高，溫度計中的水銀與金屬絲接觸時，電磁鐵有了電流，產生了磁性，將銜鐵（彈簧片）吸住，與觸點接觸，電鈴發聲報警；溫度下降，控制電路電流消失，銜鐵由于自身具有的彈性而回到原來位置，與觸點斷開，而后，電鈴聲消失。在這個過程中，繼電器便起到了基本的電路控制作用，是一個對根據外界環境變化而導致電路信號變化而敏感的自動控制電路的開關，極大的提高了電路自動化的工作效率。再比如，錄音機磁帶錄音的原理，話筒將聲音信號轉換為電信號；隨聲音變化的電流通過電磁鐵就會產生變化的磁場，變化的磁場將磁帶的磁粉磁化，磁帶上磁性的分布就成了聲音的編碼。除了這兩個簡單基本的實例之外，繼電器在其他家用電器、工業控制繼電器、汽車領域等領域均被廣泛應用，并取得很好的效果。在電氣自動化工業生產中，繼電器起到了非常重要的作用。

繼電器在對電路控制時，是通過觸點對電路系統中的電力來實現的。以此來使電路設備處于一定的安全有序的工作環境中。繼電器在工作時，根據傳輸過來的信號對機床的運行進行控制，以此來提高機床的工作精度，提高較復雜產品的加工質量。另外，基于低壓電器的電氣工程繼電器還有一大特點，即多路電路時，電路切換速度快。由于繼電器具備此特點，它有效的避免了由于多個電路切換時間長而引起的電路效率低下的問題。由于繼電器受溫度、氣壓等多個因素的影響，因此繼電器工作時應該處于一個良好、封閉的環境中，使其被合理使用，以提高工作的可靠性和安全性。在使用繼電器時，應特別注意繼電器的額定工作電壓、直流電阻、吸合電流、釋放電流、觸點切合電壓和電流。在對繼電器進行安全檢測時，需要對繼電器的線圈電阻、觸點電阻、吸合電壓和電流進行檢測，從而保證它的安全使用。

參考文獻

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（作者單位：河南安陽鋼鐵集團有限責任公司）