羅琴

（中國能源建設集團湖南火電建設有限公司 湖南長沙 410015）

探析繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應用

羅琴

（中國能源建設集團湖南火電建設有限公司 湖南長沙 410015）

繼電器是電路系統(tǒng)中的一種典型控制元件，當電路中的電流達到其設定線圈動作數(shù)值時，繼電器觸頭就會有相應動作，實現(xiàn)對整個電路的控制功能。本文探討了繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的實際應用，以供參考。

繼電器；電氣工程；自動化低壓電器

1 引言

在電氣工程以及其自動化低壓電器中，繼電器是最為關鍵的部分，其作用在于能夠非常方便地對整個系統(tǒng)進行動作上的控制。在我國電氣工程不斷發(fā)展的過程中，線路也變得更加復雜，同時，人們對于低壓電器的要求也在不斷提高，尤其是安全性和穩(wěn)定性等，這都為繼電器的大面積普及做好了鋪墊。

2 繼電器概述

2.1 繼電器簡介

繼電器是一種可以控制電路的器件，有轉換和保護電路的作用，一般情況下，繼電器有兩個組成部分，分別是觸點和線圈。實質上，繼電器通過控制小電流，來對大電流的設備進行操控，可以避免人們直接接觸大電流而發(fā)生的不安全事故，也可以減少低壓電器設備在使用過程中出現(xiàn)故障的概率。近年來，繼電器被廣泛應用于電氣工程、器件遙控、測控等電子設備中，提高了這些電子設備在應用過程中的安全性和穩(wěn)定性。

當繼電器作為一個電子控制原件的時候，主要有如下特點：具有比較廣泛的控制范圍，尤其是針對多觸電的繼電器，一旦感應到輸入信號，就能夠根據(jù)動作要求完成多組電路的相關控制工作，繼電器還可以作為一個中間放大環(huán)節(jié)，一般來說，直接對某些大功率的電路進行控制對于操作人員來說是比較危險的，而使用繼電器就可以在很多程度上避免這種危險，因為繼電器可以用一個小的電流或者功率來控制功率大的電路，大大降低了操作的危險程度。繼電器還可以對信號進行辨識，一旦繼電器的輸入端有多個輸入信號，那么繼電器就會對這些信號進行分析，這就能夠達到有序控制，實現(xiàn)繼電器的信號辨識功能，使用繼電器可以實現(xiàn)遠程控制功能，不同功能的繼電器在電路中使用以后，通過PLC進行控制，就可以很方便的實現(xiàn)遠程控制功能，大大縮小了人工控制的成本。

2.2 繼電器的分類

一般來說，繼電器主要有以下幾種類型：①電磁繼電器（見圖1）。一般有先銜鐵、彈簧片、銜鐵、觸點等幾個組成部分，有低壓控制電路和高壓工作電壓兩個工作電路，其工作原理是，輸入電路在電磁鐵與銜鐵產(chǎn)生相應的作用力，使銜鐵發(fā)出動作；②熱繼電器。熱繼電器由雙金屬片、熱元件、觸點幾個組成部分，在熱繼電器工作的過程中，金屬片受熱彎曲，在電機電路中接入熱元件，把常閉觸點與對電機進行控制的電路連接在一起。當電器的電動機正常工作時，熱繼電器中的觸點不會出現(xiàn)變化，但是，如果電動機有承壓的情況出現(xiàn)，雙金屬片會嚴重變形，使得觸點被斷開，切斷對電機進行控制的電路，進而對電機進行保護，等金屬片冷卻以后，熱繼電器又會自動復位，為下一次保護工作做好準備；③固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器是一種四端元件，在輸入和輸出端都有兩個接線的端子，中間還有對元件進行隔離的元件，以對控制端和負載端進行電氣隔離的隔離元件。

圖1 電磁繼電器

3 繼電器的應用原理與作用

3.1 應用原理

對于電力系統(tǒng)而言，繼電器屬于電子控制器件，其主要構成部分有兩個，分別為被控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。繼電器屬于自動控制電路系統(tǒng)的內(nèi)在組分，其可以利用較小的電流，對強大電流進行有效管控，使其處于中斷狀態(tài)，或是連接狀態(tài)，因此，也被稱之為電流自動開關系統(tǒng)。由于繼電器具有切斷功能以及隔離功能，因此，被廣泛應用于大量電器設備中，例如：機電一體化設備、自動控制設備以及遙控設備等，并且均起到了十分關鍵的作用。繼電器實際應用過程中，可以借助感應系統(tǒng)，顯示電力系統(tǒng)，或是電路內(nèi)部的各個因素，例如：功率、電壓以及電流等，而且也可以作為執(zhí)行系統(tǒng)，切斷或是連接可控制電路。除此之外，繼電器還可以控制電路系統(tǒng)的輸入以及輸出，并且通過中間驅動系統(tǒng)，可以隔離或是耦合電路系統(tǒng)的輸入量。

3.2 應用作用

（1）可以擴大電力系統(tǒng)的控制范圍，例如，在電力系統(tǒng)中，融合多觸點繼電器，一旦其控制數(shù)值與設定值相同，便可以根據(jù)系統(tǒng)特性，對電力系統(tǒng)內(nèi)部的多個電路進行同時連接、轉接以及斷開處理。

（2）可以放大可控制電流量。如果繼電器具有較好的靈敏度，只需借助較小電流量，便可以有效控制較大電流量。

（3）信號綜合能力較強。如果按照某種固定形式，將多個控制信號傳送給繼電器后，其便可以綜合比較所接收的信號，進而有效控制電力線路，或是電力系統(tǒng)。

（4）可以自動對電力線路進行遠程遙控監(jiān)測。通過聯(lián)合繼電器以及相應的電器自動化設備、裝置，便可以通過編制程序對電力線路進行切斷，或是連接的遠程控制，促使電力系統(tǒng)運行實現(xiàn)自動化。

4 繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應用

4.1 繼電器在家用電器中的應用

家用電器中的繼電器應用，主要是針對微波爐、洗衣機等電器設備。由于繼電器觸點最高負載值可達到220V電壓，而且功率可達到5000W，甚至可作為螺線管以及指示燈驅動。對于家用電器而言，通常要求使用壽命時間不少于5年，即在具體應用過程中，繼電器至少要工作200次左右；繼電器所處的環(huán)境條件溫度，以控制在-40～55℃的范圍內(nèi)為宜，在部分電器設備中，比如電加熱器、微波爐等功率相對較大的一些電器，一般溫度要達85℃。在投入利用前，一定要做好安全檢查，以確保其安全可靠性。

4.2 在電氣工程與自動化中的測試應用

4.2.1 觸點測試

對于繼電器而言，其觸點性能關系著繼電器運行的安全可靠性，繼電器在控制電路中的應用，對工作效率起決定性作用。采用觸點測試法，即通過觸點特殊作用測試，來實現(xiàn)對繼電器運行狀態(tài)的判斷，并且對工作效率進行有效控制。從這一方面來講，對常開或者常閉的開關運行狀態(tài)而言，判斷過程中所采用的主要方法是根據(jù)阻值、萬能表基本原理，測試觸點，并且利用萬能表對繼電器開關以及電阻等進行測量。在此過程中，當電阻顯示零時，繼電器內(nèi)的觸點、動點阻值，們就會變成最大值。

4.2.2 線圈測試

電氣工程可通過線圈在繼電器中顯示的阻值，對繼電器的工作效率進行測試。正常情況下，可以采用電能表中的十倍歐姆檔和繼電器的線圈來檢測，并顯示出線圈運行和繼電器的開路情況。此外，還可以運用萬能表測量線圈的電阻，觸點電阻則可以通過調試方式進行，而線圈電阻則需要采用測電阻的方式按照順序進行檢測，確保檢測結果科學性與準確性。

4.2.3 釋放電流、電壓測試

釋放電流和釋放電壓測試法實際應用過程中基本原理與電流、吸合電壓測試方法大致相同，二者之間的主要區(qū)別在于測量過程中，釋放電流、釋放電壓測試法，需對電源電壓逐漸提高，通過辨識其聲音，準確判斷釋放聲音類別，并及時將電流、電壓值準確記錄下來，從而完成繼電器檢測目的。在具體測試操作過程中，工作人員一定要加強思想重視，嚴格遵守操作規(guī)則，以“多次實驗減少誤差”為基本原則。任何實驗操作，都不可能完全成功，具體操作過程中出現(xiàn)誤差是不可避免，因此需進行多次實驗，以獲得精準數(shù)據(jù)。

4.3 電氣工程中的具體應用

現(xiàn)階段，繼電器受到了電氣工程的廣泛應用與大力推廣。在電氣工程日常生產(chǎn)過程中，繼電器的主要作用便是輔助電路內(nèi)部的低壓電氣，并對電路進行嚴格控制，確保其可以實現(xiàn)正常運行。在實際應用過程中，繼電器的固態(tài)器件會轉變成可控器件，可控器件的應用原理等同于固態(tài)繼電器以及半導體繼電器。一旦繼電器線圈內(nèi)部的電壓值達到某個標準，便會產(chǎn)生電磁效應，進而促使繼電器的靜觸點、動觸點實現(xiàn)彼此吸合。如果系統(tǒng)通電被中斷，電磁之間的作用力便會徹底消失，此時銜鐵會自動回歸原來位置，靜觸點、動觸點之間的吸合狀態(tài)便會被打破，彼此重歸原位置。動作釋放、吸回過程中，便可以實現(xiàn)對電流的有效控制，使其處于關閉狀態(tài)，或是開通狀態(tài)。對于電氣工程而言，作為一門學科，其具有非常強的綜合性，而且涉及范圍十分廣泛，不僅包括電子模擬技術、電路技術的具體應用，還包括信號系統(tǒng)技術以及微機技術等的具體應用。

5 結語

在電氣工程、自動化低壓電器的運行過程中，繼電器的運用在特定的條件下能夠實現(xiàn)對電路中電流、電壓進行合理的調控，從而達到保護電氣設備進的目的，最終實現(xiàn)電氣設備所需求的特殊功能，在電氣工程及其自動化低壓電器中具有至關重要的作用。

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TM58

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1004-7344（2016）15-0068-02

2016-5-12

羅琴（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事電氣工程及其自動化工作。