继电器作用（继电器的工作原理）

学习继电器的基本知识，了解继电器的主要部件、不同类型及其工作原理。

自1963年以来，继电器是自动化行业的领先制造商之一。当涉及到可靠的开关继电器时，他们提供了一些最佳的解决方案，并保证了设备的最大寿命。

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什么是继电器？我们为什么要用它们？

继电器是一种电动开关。传统上，继电器是用电磁铁来操作的。然而，新版本将使用固态继电器等电子设备。

继电器

继电器用于需要使用低功率信号控制电路的场合，或几个电路必须由一个信号控制的情况。继电器确保控制电路和受控电路之间的完全电气隔离。

继电器通常用于电路中，以减少流经主控制开关的电流。相对较低的电流开关、定时器或传感器可用于打开和关闭容量更大的负载。我们稍后将在本文中看到这方面的示例。

继电器的主要部件

继电器中有两个主电路。一次侧和二次侧。

初级和中级

主电路提供控制信号来操作继电器。这可以通过手动开关、恒温器或某种传感器来控制。主电路通常连接到低压直流电源。

次级电路是包含需要切换和控制的负载的电路。当我们谈论负载时，我们指的是任何耗电的设备，比如风扇、泵、压缩机甚至灯泡。

主次解释

在一次侧，我们发现一个电磁线圈。这是一个线圈，当电流通过时会产生磁场。

当电流通过导线时，它会产生一个电磁场，我们可以看到在导线周围放置一些圆规，当电流通过导线时，指南针会改变方向以与电磁场对齐。当我们把导线绕成线圈时，每根导线的磁场结合在一起形成一个更大更强的磁场。我们可以通过简单地控制电流来控制磁场。

顺便说一句，我们在上一篇文章中已经介绍了螺线管是如何工作的，甚至是如何制作自己的螺线管。

在电磁铁的末端我们找到了电枢。这是一个旋转的小部件。当电磁铁通电时，它吸引电枢。当电磁铁断电时，电枢返回其原始位置。通常用弹簧来达到这个目的。

与电枢相连的是一个可移动的接触器。当电枢被电磁铁吸引时，电磁铁闭合并完成二次侧的电路。

电枢

机电继电器的工作原理

我们有两种基本继电器，常开型和常闭型。还有其他类型的继电器，我们将在本文后面介绍这些类型。

对于常开型，二次回路中没有电流，因此负载关闭。然而，当电流通过初级电路时，电磁铁中会产生磁场。这个磁场吸引电枢并拉动可移动接触器，直到它接触到次级电路的端子。这就完成了电路并向负载供电。

常闭式。二次回路通常是完整的，因此负载接通。当电流通过初级电路时，电磁场使电枢推开，从而断开接触器并断开电路，从而切断对负载的供电。

固态继电器如何工作（SSR）

固态继电器或固态继电器的工作原理类似，但与机电式继电器不同，它没有运动部件。固态继电器使用电气和视力的固态半导体的特性，以执行其输入输出隔离以及开关功能。

在这种类型的装置中，我们发现一次侧有一个LED灯，而不是一个电磁铁。LED通过将一束光穿过间隙照射到相邻光敏晶体管的接收器中，从而提供光耦合。我们只需打开和关闭LED就可以控制这种类型的操作。

SSR公司

光绝缘体的作用就像晶体管一样，不允许电流流动。在光电晶体管内部，我们有不同的半导体材料层。有N型和P型，夹在一起。N型和P型都是由硅制成的，但它们都与其他材料混合以改变其电性能。N型原子与一种物质混合在一起，这种物质给它提供了许多额外的、不需要的电子，这些电子可以自由地移动到其他原子上。P型与电子数较少的物质混合，所以这一侧有很多空位，电子可以移动到那里。

当材料连接在一起时，会形成一个电子屏障，阻止电子流动。

光电晶体管

然而，当LED打开时，它将发射另一种称为光子的粒子。光子击中P型材料，击打电子，将其推过势垒进入N型材料。第一个势垒上的电子现在也能跃迁，所以产生了电流。一旦LED被关闭，光子就停止撞击电子穿过势垒，所以次级侧的电流也就停止了。

所以，我们可以用光束控制次级电路。

继电器类型

继电器有很多种类型，我们将考虑几种主要的继电器，以及一些如何使用它们的简单示例。

常开继电器

正如我们在本文前面看到的，我们有一个简单的常开继电器。这意味着二次侧的负载关闭，直到一次侧的电路完成。例如，我们可以用双金属片作为一次侧的开关来控制风扇。双金属片会随着温度的升高而弯曲，在一定的温度下，它将完成电路并打开风扇以提供一些冷却。

常开简单示例

常闭继电器

我们还有一个常闭继电器。二次负载通常在这一侧。例如，我们可以控制一个简单的泵系统，以保持储罐中的某个水位。水位低时，泵开启。但是，一旦达到我们要求的极限，它就完成了一次回路，并拉断了接触器，从而切断了泵的电源。

常闭简单示例

闭锁继电器

在标准常开继电器中，一旦主电路断电，电磁场消失，弹簧将接触器拉回原来的位置。有时，我们希望一次回路断开后二次回路保持带电。为此我们可以使用闭锁继电器。

例如，当我们按下电梯上的呼叫按钮时，我们希望按钮上的灯一直亮着，这样用户就知道电梯来了。所以，我们可以用闭锁继电器来实现这一点。这类继电器有许多不同的设计，但在这个简化的例子中，我们有3个独立的电路和一个活塞，它们之间有一个活塞。第一个电路是呼叫按钮。第二个是灯，第三个是复位电路。

闭锁继电器

当按下呼叫按钮时，完成电路并给电磁铁供电，从而拉动活塞，完成电路，使灯亮起。一个信号也被发送到电梯控制器，使电梯下降。按钮松开，这会切断初始电路的电源，但由于活塞不是弹簧加载的，所以它会保持在原位，灯仍然亮着。

一旦电梯轿厢到达下层，它就会接触到关闭开关。这为第二个电磁铁提供动力，并将活塞拉离，从而切断电灯的电源。

因此，闭锁继电器具有位置记忆的优点。一旦激活，它们将保持在最后的位置，而不需要任何进一步的输入或电流。

双极或单极

继电器可以有单极或双极。术语极是指继电器通电时开关的触点数量。这就允许一个以上的二次回路从一个一次回路通电。

例如，我们可以使用一个双极继电器来控制冷却风扇和一个警示灯。风扇和灯通常都是关闭的，但是当主电路上的双金属片过热时，它会弯曲以完成电路。这会产生电磁场并关闭二次侧的两个接触器，从而为冷却风扇和警示灯供电。

双极

双掷或单掷继电器

当处理接力时，你经常会听到“投掷”这个词。这是指触点或连接点的数量。双掷继电器由常开和常闭电路组成。双掷继电器也称为转换继电器，因为它在两个次级电路之间交替或改变。

在本例中，当主电路断开时，次级侧的弹簧将接触器拉至端子B，为灯供电。由于电路不完整，风扇保持关闭。

双掷

当一次侧通电时，电磁铁将接触器拉到端子A并将电分流，这一次为风扇供电并关闭灯。因此，我们可以使用这种类型的继电器来控制不同的电路，这取决于一个事件。

双极双掷继电器

双极双掷继电器或DPDT用于控制2个独立电路上的2个状态。

这里我们可以看到DPDT继电器。当一次回路不完整时，端子T1和T2分别连接到端子B和D。红色LED和指示灯通电。

双极双掷

当主电路闭合时，T1和T2连接到端子A和C，风扇打开，绿色LED通电。

抑制器二极管

使用电磁铁时，我们需要考虑的是反电动势，或者说电动势。当我们给线圈供电时，电磁场达到最大值，磁场储存能量。当我们切断电源时，电磁场崩溃并很快释放出储存的能量，这个崩溃的磁场继续推动电子，这就是为什么我们得到反电动势。我们的电路不会产生很大的电压。

抑制器二极管

为了克服这个问题，我们可以用二极管之类的东西来抑制它。二极管只允许电流朝一个方向流动，所以在正常工作时电流流向线圈。但是，当我们切断电源时，反电动势会推动电子，所以二极管现在将为线圈提供一条安全耗散能量的路径，这样就不会损坏我们的电路。

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