继电器动作原理与分析 This manuscript was revised on November 28, 2020
第三节 继 电 器
0、概述
1、继电器: 根据外界输入信号(电量或非电量)的变化来接通或断开被控电路,以实现控制和保护作用的自动电器。
输入信号：电量（电流、电压）
非电量（转速、时间、温度）
输出：触点的动作或电量的变化。 2．继电器分类：
1）用途分：控制继电器、保护继电器、中间继电器。 2）原理分：电磁式、感应式、热继电器等 3）参数分：电流、电压、速度、压力继电器 4）动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 5）输出形式分：有触点、无触点继电器 一、电磁式继电器
电磁式继电器与接触器的区别：
继电器：没有灭弧装置，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。
接触器：有灭弧装置，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作。
电磁式继电器的种类：电压继电器、电流继电器、中间继电器
1．电压继电器：触点的动作与线圈中的电压大小有关。（电压线圈与负载并联）。
1）作用：电压保护和控制。 2）分类
过电压继电器：U x = ～ U N （正常时触点不动作）
欠电压继电器：直流欠电压继电器：U X = ～ U N （正常时触点动作）
U f = ～ U N
交流欠电压继电器：U X = ～ U N
U f = ～ U N 。
注意：直流电路一般不会产生波动较大的过电压现象，所以没有直流过电压继电器。
3）电压继电器的选用及动作电压的整定
▲电压继电器的选用：线圈的种类和电压等级应与控制电路一致。
由控制电路的要求（过电压保护、欠电压保护）选型。
▲动作电压的整定
吸合电压：调节反作用弹簧
释放电压：主要改变非导磁垫片的厚度(如吸合电压没有固定要求，也可调节反作用弹簧)。
4）电压继电器的图形和文字符号
2.电流继电器：触点的动作与线圈中的电流大小有关。（电流线圈与负载串联）。1）作用：电流保护和控制。
2）分类
过电流继电器：I
X = ～ I
N
正常时触点不动作
欠电流继电器：I
x ＝～I
N
正常时触点动作
I f = ～ I
N
3）电流继电器选用：线圈的种类和电流等级应与控制电路一致
根据在控制电路中的作用（过电流、欠电流保护）进行选型。4）电流继电器的图形和文字符号
3、中间继电器（一种电压继电器）
U X = ～ U
N
1）特点：触点多(六对甚至更多)
触点电流大(额定电流为5 ～10A)
动作灵敏(动作时间小于
2）作用：放大触点容量、数量。
3）图形和文字符号
4、电磁式继电器的主要技术参数
国产电磁式继电器：JL3、JL7、JL9、JL12、JL14、JL15、JT3、JT4、JT9、JTl0、JZ1、JZ7、JZ8、JZ14、JZl5、JZl7等系列。
电磁式继电器的型号：
二、时间继电器
时间继电器：感受部分在感测到外界信号变化后，经过一段时间（延时时间）执行机构才动作的继电器。
分类：
按动作原理：电磁阻尼式，空气阻尼式、电动机式、电子式 按延时方式：通电延时型；断电延时型
通电延时继电器：线圈得电后要延时一段时间，触点才发生变化；
线圈失电后，触点瞬时恢复。
断电延时继电器：线圈得电后，触点瞬时动作；
线圈失电后，要延时一段时间触点才动作。
1、直流电磁阻尼式时间继电器
直流电磁阻尼式时间继电器：断电释放延时。
工作原理：当继电器通电时，由于衔铁处于释放位置，气隙大，磁阻大，磁通小，所以阻尼铜(铝)套的作用很小，衔铁吸合延时作用不明显，故延时可以不计。因此，这种时间继电器为断电延时，
特点：延时较短，准确度较低，用于要求不高的场合，如电动机的延时起动。 2、空气阻尼式时间继电器
结构：电磁机构、延时机构（气囊）、触点系统 原理：空气阻尼 1）通电延时型动作原理
优点：延时范围大～180s)、结构简单、寿命长、价格低廉。
缺点：延时误差大(土10％～土20％)，无调节刻度指示，难以精确整定延时时间。
2）断电延时型动作原理：(略)
常用的空气阻尼式时间继电器：JS —7、JS23系列 、JSK 系列、JSS 系列。 3)图形和文字符号： 3、电动机式时间继电器：
结构：同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统、执行机构 特点：延时时间可达数十小时、精度
高、结构复杂
4、电子式时间继电器：
结构（数字式）：脉冲发生器、计数器、显示器等
触 点 类 型 动 作 特 点
线圈通电时 线圈断电时 通电延时型常开触点 延时闭合 立即断开 断电延时型常开触点 立即闭合 延时断开 瞬动型常开触点
立即闭合
立即断开
空气阻尼式时间继电器
l —线圈 2—铁心 3—支撑杆4—胶木块 5—微动开关 6—活塞 7—橡皮膜 8—调节锣钉 9—进气孔 10—出气孔
11——恢复弹簧
特点：延时时间长、精度高、调节方便 三、热继电器
电动机长时间过载，绕组超过允许温升时，将会加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会将电动机烧毁。
过流的原因：长期过载、频繁起动、欠电压、断相运行均会引起过电流。 热继电器：电动机或其他设备的过载保护、断相保护（具有过载保护特性的过电流继电器、反时限保护特性）。
热继电器分类： 单相、两相、三相式（不带断相保护、带断相保护）。 1、结构与工作原理
结构：热元件（电阻丝、双金属片）、触点系统
（双金属片：两种线膨胀系数不同的金属片压焊而成）
原理：电流热效应
1）正常：
—→ 位移小 —→ 触点不动作 2）过载：
—→ 位移增大 —→ 触点动作 注意：
1）继电器动作后一般不能自动复位，要等双金属片冷却后，按下复位按钮
10才能复位；
2）改变压动螺钉8的位置，还可以用来调节动作电流。 2、带断相保护热继电器
1）星形接法（线电流= 相电流）
断相时，流过电动机绕组的电流等于流过热继电器的电流，故可以采用两相或三相热继电器保护。
2）三角形接法（线电流= 相电流）
断相时，流过电动机绕组的电流小于流过热继电器的电流，必须采用带断相保护的热继电器保护
带断相保护的热继电器是在普通的热继电器上加一个差动机构。 3、主要技术参数
1）热元件额定电流：热元件的最大整定电流值。
2）整定电流：热元件能够长期通过而不致引起热继电器动作的最大电流值。
e i i =e i i ?
3）热继电器额定电流：热继电器中，可以安装的热元件的最大整定电流值。 4、型号与图形文字符号
JR0系列有20A ，40A ，60A ，100A 四种，除40A 为二热元件外，其余都为三热元件。电流为～160A ，可用于交流电压500V 以下的电路中，热元件按照负载电流选择。当电流超过额定电流的20％时，在20min 内动作，超过额定电流的50％时，在2min 内动作。
热继电器型号示意 热继电器的图形和文字符号
5、热继电器接线方式
1）电动机定子绕组星形接法:
带断电保护和不带断电保护的热继电器均可接在线电路中。 2）电动机定子绕组三角形接法: ● 带断电保护接在线电路中。
● 不带断电保护热继电器的热元件必须串接在电动机每相绕组上。
四、速度继电器
JYl 型速度继电器结构原理：
速度继电器主要由转子、定子和触点三部分组成。转子是一块永久磁铁，固定在抽
上。 当转子的速度下降到接近零时(约100转／min)，定子柄在动触点弹簧力的作用下恢复到原来的位置。
JYl 型能在3000r ／min 以下可靠的工作，JFZ0—1型适用于300-1000r ／min ；JFZ0—2用于1000—3600r ／min 。速度继电器主要根据电动机的额定转速进行选择，还可以通过调节螺钉(图中没有画出)的松紧，调节反力弹簧的反作用力，来改变速度继电器动作的转速，以适应控制电路的要求。 速度继电器的文字和图形符号：
(a)热元件
(b)常闭触点
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图1-26 速度继电器结构原理图 l —转子 2一电动机轴 3一定子4一绕组 5一定子柄 6一静触点 7一动触点8一簧
片 FR