探析继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用

【摘要】生活中所用的继电器的种类是非常的多，根据不同的分类方法，可以分成不同的种类。而应用的范围也是相当的广泛，它是用来反映输入变量的感应机构，也是用来对被控制的电路实现通电和断电的控制执行机构，本文就对继电器在电气工程及其自动化低压电器中的应用进行探讨。

【关键词】继电器 分类 电气工程 工作原理

继电器在生活中的运用十分广泛，现在所使用的开关控制器中采用的最多的元件就是继电器。也运用于工业的自动控制、交通运输业、军事国防等各个方面；从而运用于整个电气工程，他的种类也是相当的齐全，在不同的行业有着不同种类的继电器，然而他们的工作原理却都是相同的。

一、继电器的结构

继电器的构成主要有金属片、热元件和触控点组成，金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片组成，然而在受热过程中出现弯曲变形。热元件这是由发热的电阻丝构成，在使用中热元件串接在电动机的主电路上，触控点接于电动机的控制电路上。当电动机正常运行的时候热元件产生的热量使金属片弯曲，但是不会使继电器的触点发生动作，当电动机超负荷的使用时，金属片的弯曲过大推动导板常闭触点断开，因此切断电源对电动机起到了很好的保护作用。但是继电器在动作之后是不能自动复位的，要等到金属片冷却之后按下复位键才能恢复。

二、继电器的工作原理

继电器是一种电子控制器件，具有控制系统和被控制系统的作用，日常广泛应用在自动控制电路中，实际上它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。继电器的主要工作原理：当电动机正常运行的时候热元件产生的热量使金属片弯曲，但是不会使继电器的触点发生动作，当电动机超负荷的使用时，金属片的弯曲过大推动导板常闭触点断开，因此切断电源对电动机起到了很好的保护作用。继电器一般由铁芯、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吸合。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”。

三、继电器的分类

（一）电磁继电器

电磁继电器在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对作用产生预定的响应的一种继电器。它包括了直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、节能功继电器、舌黄继电器等多种类型。

（二）固态继电器

固态继电器的输入、输出功能是由电子元件来完成的没有任何机械运动的一种继电器。

（三）时间继电器

时间继电器当加上或除去输入信号时，输出的部分必须延时或限时有一定规定的时间才能闭合或断开被控制的电路一种继电器。

（四）温度继电器

温度继电器就是受到温度的控制，当外界的温度达到规定的要求就会产生动作，从而控制电路的开关的一种继电器。

（五）风速继电器

这种继电器就是有风速来控制的，只要达到规定的风速就会产生动作。

（六）加速度继电器

加速度继电器就是当物体运行的速度达到规定的值时，就会对被控制的电路进行接通和断开的操作。

四、继电器电气工程及其自动化低压电器中应用

继电器的应用非常的广泛，它在没个用电器身上都是可以使用，而却还起到了简化电路的优势，被人们应用于日常的家电、电气工程的各个方面。在电子元器件中，继电器被认为是一种最不可靠的电子元件，在整机可靠性设计中，把继电器、电位器、可调电感器及可变电容器列为建议不用或少用的元件。但是，由于继电器在控制电路中有独特的电气和物理特性，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻，使得其它任何电子元器件无法与其相比，加上继电器标准化程度高、通用性好、可简化电路等优点，所以继电器仍得以广泛应用。随着科技的飞速发展，继电器在程控通信设备中的使用量还在进一步增加，所以，如何保证继电器的可靠性，满足整机系统的可靠性，成为人们关注的焦点。

由于继电器是一种机电一体化的元件，是由电磁及机械传动部分组成的，与其它电子元件相比，要复杂得多，加之在制造过程中有些装配调整是手工操作，所以产品的一致性和可靠性要差一些。但是，如果在使用中采取一些防范措施，仍能达到较满意的效果。在对失效继电器进行失效分析中发现，由于使用原因造成的失效占有绝大部分。由以上分析可知，继电器可靠性不高，除自身质量原因外，使用不当也是一个主要原因，然而提高继电器的可靠性必须从自身质量和合理使用两方面出发。首先在我们使用的过程中应该关注对它的使用方式的调节，从而达到可靠性的要求，然而在使用中环境也是对继电器影响较大的，因此在应用中一定要挑选高绝缘、抗电性强的继电器元件进行应用，并要保证继电器在各个运用领域的安全性和可靠性，继电器使用的环境要求是相当高的，因为它会受到外界的温度、适度、低气压、机械应力等外界环境的影响，因此只有全部的密封，使用高性能的元件有稳定的接触能力，这样也就提高了继电器的可靠性，也不会受到外界的影响。

然而上面所讲的机械应力对继电器的影响，主要指外界振动、冲击、物体碰撞等应力作用要素。对控制系统应主要考虑的是抗地震应力作用、抗机械应力作用能力，宜选用采用平衡衔铁机构的小型中间继电器。电磁继电器的簧片均为悬梁结构，固有频率低，振动和冲击可引起谐振，导致继电器触点压力下降，容易产生瞬间断开或触点出现抖动，严重时可造成结构损坏，可动的衔铁部分可产生误动作，影响继电器的可靠性。建议在设计中尽量采取防振措施以防产生谐振。

继电器在我们的生活中扮演者重要的角色，他在电气工程和自动化低压电器各个领域广泛的使用，也因为使用的越来越广，人们对它的要求也就越来越高，对它的质量和安全性等问题更为关注，伴随着科学的发展继电器在未来的发展会更加的完善，应用的范围也将更加的广泛。