继电器
一种自动控制或保护电力拖动装置的电器
继电器是一种根据电量(如电压和电流等)或非电量(如温度、时间、压力、转速等)的变化接通或断开小电流控制电路,以实现自动控制或保护电力拖动装置的电器。继电器具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”,通常应用于自动化的控制电路中,起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
继电器内部一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。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。
19世纪30年代,美国物理学家约瑟夫·亨利在研究电路控制时利用电磁感应现象发明了继电器。截至2022年,继电器已拥有诸多种类和型式,按输入信号的性质可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器压力继电器等;按输出形式可分为有触点继电器和无触点继电器;按用途可分为控制用继电器和保护用继电器等;按动作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器电子式继电器等。
发展历史
在18世纪的时候,科学家们还认为电和磁是风马牛不相及的两种物理现象。1820年丹麦物理学家汉斯·奥斯特发现电流的磁效应后,1831年英国物理学家迈克尔·法拉第又发现了电磁感应现象。这些发现证实了电能和磁能可以相互转化,这也为后来的电动机和发电机的诞生奠定了基础;人类则因这些发明创造从此迈入电气时代。19世纪30年代,美国物理学家约瑟夫·亨利在研究电路控制时利用电磁感应现象发明了继电器。最早的继电器是电磁继电器,它利用电磁铁在通电和断电下磁力产生和消失的现象,来控制高电压高电流的另一电路的开合,它的出现使得电路的远程控制和保护等工作得以顺利进行。继电器是人类科技史上的一项伟大发明创造,它不仅是电机工程学的基础,也是电子技术、微电子技术的重要基础。
工作原理
继电器主要是利用电磁感应原理而工作的,继电器通过吸合、释放,达到接通或切断电路的目的。利用继电器可以用低电压、弱电流的信号电路来控制高电压、强电流的工作电路。继电器的种类繁多,但其基本原理都是利用电磁铁控制电路的通/断来控制继电器触点的分离和接触。继电器在自动控制、远距离操纵系统中被广泛应用。
作用
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)。
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。
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。
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。
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。
继电器是智能预付费电能表中的关键器件,继电器的寿命在某种程度上决定了电表寿命,该器件性能好坏对智能预付费电能表运行至关重要。而国内、外继电器生产厂家众多,生产规模相差较大,技术水平相距悬殊,性能参数千差万别,因此,电能表生产厂家在继电器检测选型时必须有一套完善的检测装置,以保证电表质量。同时,国家电网也加强了智能电能表内继电器性能参数抽样检测,同样需要相应的检测设备,检验不同厂家生产的电表质量。然而,继电器检测设备不仅检测项目比较单一,检测过程不能实现自动化,检测数据需要人工处理和分析,检测结果具有各种随机性、人为性,而且,检测效率低,安全性也得不到保证。
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参考资料
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概述
发展历史
工作原理
作用
扩大控制范围
放大
综合信号
自动、遥控、监测
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