控制继电器
控制继电器用于电路的逻辑控制,继电器具有逻辑记忆功能,能组成复杂的逻辑控制电路,继电器用于将某种电量(如电压、电流)或非电量(如温度、压力、转速、时间等)的变化量转换为开关量,以实现对电路的自动控制功能。
继电器的种类很多,按输入量可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等;按工作原理可分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器等;按用途可分为控制继电器、保护继电器等;按输入量变化形式可分为有无继电器和量度继电器。
有无继电器是根据输入量的有或无来动作的,无输入量时继电器不动作,有输入量时继电器动作,如中间继电器、通用继电器、时间继电器等。
量度继电器是根据输入量的变化来动作的,工作时其输入量是一直存在的,只有当输入量达到一定值时继电器才动作,如电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、液位继电器等。
电磁式继电器
在控制电路中用的继电器大多数是电磁式继电器。电磁式继电器具有结构简单、价格低廉、使用维护方便、触点容量小(一般在5A以下)、触点数量多且无主、辅之分、无灭弧装置、体积小、动作迅速、准确、控制灵敏、可靠等特点,广泛地应用于低压控制系统中。常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器、中间继电器以及各种小型通用继电器等。
电磁式继电器的结构和工作原理与接触器相似,主要由电磁机构和触点组成。电磁式继电器也有直流和交流两种。图1-11为直流电磁式继电器结构示意图,在线圈两端加上电压或通入电流,产生电磁力,当电磁力大于弹簧反力时,吸动衔铁使常开常闭接点动作;当线圈的电压或电流下降或消失时衔铁释放,接点复位。
图1-11 直流电磁式继电器结构示意图
1、电磁式继电器的整定
继电器的吸动值和释放值可以根据保护要求在一定范围内调整,现以图1-11所示的直流电磁式继电器为例予以说明。
(1)转动调节螺母,调整反力弹簧的松紧程度可以调整动作电流(电压)。弹簧反力越大动作电流(电压)就越大,反之就越小。
(2)改变非磁性垫片的厚度。非磁性垫片越厚,衔铁吸合后磁路的气隙和磁阻就越 大,释放电流(电压)也就越大,反之越小,而吸引值不变。
(3)调节螺丝,可以改变初始气隙的大小。在反作用弹簧力和非磁性垫片厚度一定 时,初始气隙越大,吸引电流(电压)就越大,反之就越小,而释放值不变。
2、电磁式继电器的特性
继电器的主要特性是输入-输出特性,又称为继电特性,如图 1-11(b)所示。
当继电器输入量X由0增加至X2之前,输出量Y为0。当输入量增加到X2时,继电器吸合,输出量Y为1,表示继电器线圈得电,常开接点闭合,常闭接点断开。当输入量继续增大时,继电器动作状态不变。
当输出量Y为1的状态下,输入量X减小,当小于X2时Y值仍不变,当X再继续减小至小于X1时,继电器释放,输出量Y变为0,X再减小,Y值仍为0。
在继电特性曲线中,X2称为继电器吸合值,X1称为继电器释放值。k=X1/X2,称为继电器的返回系数,它是继电器的重要参数之一。
返回系数k值可以调节,不同场合对k值的要求不同。例如一般控制继电器要求k值低些,在0.1~0.4之间,这样继电器吸合后,输入量波动较大时不致引起误动作。保护继电器要求k值高些,一般在0.85~0.9之间。k值是反映吸力特性与反力特性配合紧密程度的一个参数,一般k值越大,继电器灵敏度越高,k值越小,灵敏度越低。
中间继电器
中间继电器是最常用的继电器之一,它的结构和接触器基本相同,如图1-12(a)所示,其图形符号如图1-12(b)所示。
中间继电器在控制电路中起逻辑变换和状态记忆的功能,以及用于扩展接点的容量和数量。另外,在控制电路中还可以调节各继电器、开关之间的动作时间,防止电路误动作的作用。中间继电器实质上是一种电压继电器,它是根据输入电压的有或无而动作的,一般触点对数多,触点容量额定电流为5A~10A左右。中间继电器体积小,动作灵敏度高,一般不用于直接控制电路的负荷,但当电路的负荷电流在5A~10A以下时,也可代替接触器起控制负荷的作用。中间继电器的工作原理和接触器一样,触点较多,一般为四常开和四常闭触点。
常用的中间继电器型号有JZ7、JZ14等。
图1-12 中间继电器的结构示意图及图形符号
电流继电器和电压继电器
1、电流继电器
电流继电器的输入量是电流,它是根据输入电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串入电路中,以反映电路电流的变化,其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器可分为欠电流继电器和过电流继电器。
欠电流继电器用于欠电流保护或控制,如直流电动机励磁绕组的弱磁保护、电磁吸盘中的欠电流保护、绕线式异步电动机起动时电阻的切换控制等。欠电流继电器的动作电流整定范围为线圈额定电流的30%~65%。需要注意的是欠电流继电器在电路正常工作时,电流正常不欠电流时,欠电流继电器处于吸合动作状态,常开接点处于闭合状态,常闭接点处于断开状态;当电路出现不正常现象或故障现象导致电流下降或消失时,继电器中流过的电流小于释放电流而动作,所以欠电流继电器的动作电流为释放电流而不是吸合电流。
过电流继电器用于过电流保护或控制,如起重机电路中的过电流保护。过电流继电器在电路正常工作时流过正常工作电流,正常工作电流小于继电器所整定的动作电流,继电器不动作,当电流超过动作电流整定值时才动作。过电流继电器动作时其常开接点闭合,常闭接点断开。过电流继电器整定范围为(110%~400%)额定电流,其中交流过电流继电器为(110%~400%)IN,直流过电流继电器为(70%~300%)IN。
常用的电流继电器的型号有JL12、JL15等。
电流继电器作为保护电器时,其图形符号如图1-13所示。
图1-13 电流继电器的图形符号
2、电压继电器
电压继电器的输入量是电路的电压大小,其根据输入电压大小而动作。与电流继电器类似,电压继电器也分为欠电压继电器和过电压继电器两种。过电压继电器动作电压范围为(105%~120%)UN;欠电压继电器吸合电压动作范围为(20%~50%)UN,释放电压调整范围为(7%~20%)UN;零电压继电器当电压降低至(5%~25%)UN时动作,它们分别起过压、欠压、零压保护。电压继电器工作时并联在电路中,因此线圈匝数多、导线细、阻抗大,反映电路中电压的变化,用于电路的电压保护。
电压继电器常用在电力系统继电保护中,在低压控制电路中使用较少。