沈陽(yáng)市機(jī)電工業(yè)技工學(xué)校 朱柏剛

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的快速進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)各行業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力量，自動(dòng)化技術(shù)逐漸滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面，對(duì)人們的生活和工作帶來(lái)巨大影響。其中繼電器是電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中存在較大優(yōu)勢(shì)的電器，在社會(huì)中得到了廣泛應(yīng)用。本文主要通過(guò)繼電器的工作原理、作用以及在低壓電器中的應(yīng)用進(jìn)行闡述分析，從而對(duì)繼電器的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 繼電器的工作原理

繼電器是在當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域乃至日常生活中較為常見的一種電氣控制機(jī)械，由于其性能優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用在電力設(shè)施保護(hù)、遙感、遙測(cè)以及其他遠(yuǎn)程通信設(shè)施等方面。繼電器的組成部分主要有鐵芯、線圈、銜鐵以及觸點(diǎn)簧片，分為輸入回路和輸出回路。在繼電器工作的電路中，其主要作為自動(dòng)開關(guān)，能夠通過(guò)小電流作用到大電流中，起到控制電路的作用。繼電器的輸入功能主要用于控制回路，便于進(jìn)行電氣操作，其輸出功能主要用于測(cè)試回路系統(tǒng)。繼電器的工作原理在于金屬在工作過(guò)程中受到熱效應(yīng)將會(huì)出現(xiàn)性能改變的現(xiàn)象，因此繼電器在工作過(guò)程中會(huì)在電器電流上升時(shí)及時(shí)切斷電源。繼電器的該工作特性能夠在電器的工作過(guò)程中起到有效的保護(hù)性作用，當(dāng)出現(xiàn)工作問(wèn)題時(shí)及時(shí)切斷電器電源，避免電器的損害乃至更嚴(yán)重的后果，增加電器的使用壽命，并且進(jìn)行工作人員的人身保護(hù)。在繼電器的實(shí)際工作過(guò)程中，電器設(shè)備的熱原件會(huì)出現(xiàn)熱量的增加，當(dāng)總共的熱量大于限定額度時(shí)，金屬片將會(huì)出現(xiàn)形態(tài)的彎曲，從而實(shí)現(xiàn)觸控點(diǎn)的斷開，這時(shí)電氣設(shè)備將會(huì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的自動(dòng)停止，在該狀態(tài)時(shí)，特原件的熱量將不會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生，金屬片會(huì)實(shí)現(xiàn)原始工作位的恢復(fù)，使電路處于接通狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的繼續(xù)工作。通過(guò)繼電器的引入能夠使電氣設(shè)備的運(yùn)行受到及時(shí)有效的控制，保持良好的工作環(huán)境。在繼電器的工作過(guò)程中，首先要嚴(yán)格控制電氣設(shè)備的電氣量，同時(shí)也要控制電氣設(shè)備的氣溫和濕度，保證設(shè)備處于安全的工作環(huán)境下。

2 繼電器的種類及性質(zhì)

繼電器的種類主要根據(jù)其工作原理以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類，主要分為電磁繼電器、光繼電器、聲繼電器、溫度繼電器、固體繼電器、時(shí)間繼電器以及高頻繼電器等。其中熱繼電器主要是由具有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片、觸電以及發(fā)熱元件組成的，其工作原理在電路上串聯(lián)發(fā)熱元件，使兩個(gè)觸電連接在一起保證電路在工作過(guò)程中的順暢，當(dāng)工作過(guò)程中出現(xiàn)溫度上升造成的金屬片變形后，形變到一定程度的雙金屬片會(huì)導(dǎo)致觸電的斷開，從而切斷電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)設(shè)備工作的停止，起到電路自動(dòng)斷電和設(shè)備保護(hù)的作用。當(dāng)溫度冷卻下降后，金屬片將會(huì)恢復(fù)到原先狀態(tài)，熱繼電器也會(huì)重新開始正常工作。固體繼電器的工作原理主要由其自身結(jié)構(gòu)決定，固體繼電器是一個(gè)四端接口，其結(jié)構(gòu)主要是一個(gè)輸入兩個(gè)接線端口鏈接輸出兩個(gè)接線端口，在固體繼電器的輸入與輸出中由一位中間元件起到隔離控制端、負(fù)載端的作用，從而起到電路保護(hù)的作用。電磁繼電器主要由先銜鐵、環(huán)繞線圈、銜鐵以及觸點(diǎn)彈簧薄片等部分組成，當(dāng)電壓施加在環(huán)繞線圈的兩端時(shí)將會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流，電流會(huì)通過(guò)線圈從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，這時(shí)先銜鐵于鐵芯之間會(huì)由于電磁力吸引產(chǎn)生磁力阻礙，導(dǎo)致彈簧逐漸靠近鐵芯，從而使銜鐵之間的動(dòng)觸點(diǎn)和在未通電狀態(tài)下的斷開靜觸點(diǎn)處于相互吸引的狀態(tài)。當(dāng)斷開線圈兩端的電壓時(shí)，電磁作用下產(chǎn)生于兩個(gè)銜鐵之間的吸力隨之消失，此時(shí)彈簧會(huì)對(duì)銜鐵產(chǎn)生反作用力使銜鐵恢復(fù)到原先的狀態(tài)和位置，動(dòng)觸點(diǎn)以及閉合狀態(tài)下的靜觸點(diǎn)也不在產(chǎn)生吸引力。這種電路之間鐵芯與銜鐵之間的吸引和遠(yuǎn)離產(chǎn)生的力會(huì)自動(dòng)控制繼電器工作的電氣設(shè)備中電路的接通以及切斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制。

3 繼電器的主要作用

3.1 保護(hù)電路

繼電器在電路系統(tǒng)中的主要作用主要在于控制整個(gè)電路，因此保護(hù)電路是繼電器的首要作用，同時(shí)借助繼電器也可以簡(jiǎn)化電路，保持電路的最佳組合形式。目前繼電器廣泛應(yīng)用在工業(yè)、電氣工程、電網(wǎng)、家庭電路等不同領(lǐng)域中，在該不同領(lǐng)域都需要繼電器發(fā)揮電路保護(hù)的作用。但是由于繼電器并不是安全性能處于較高程度的，因此某些電氣設(shè)備在工作過(guò)程中不會(huì)設(shè)置繼電器。因此在電氣工程及其自動(dòng)化的電器設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須對(duì)繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行充分把握，能夠?qū)⒗^電器的價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)，并最大程度的避免繼電器的缺點(diǎn)，從而使繼電器能夠在工作過(guò)程中保證電路的穩(wěn)定性和安全性，保障電氣設(shè)備的安全應(yīng)用。

3.2 擴(kuò)大電流

繼電器在工作過(guò)程中有明顯的擴(kuò)大電流的作用，其能夠按照一定的比例將電流進(jìn)行擴(kuò)大，從而使電流能夠在工作時(shí)充分的輸出。繼電器的擴(kuò)大電流作用有效的應(yīng)用在電器設(shè)備中，較大的便利了工作和人們的日常生活，并且推動(dòng)了科學(xué)研究的發(fā)展。

3.3 自動(dòng)檢測(cè)和控制電路

當(dāng)單獨(dú)使用繼電器時(shí)無(wú)法檢測(cè)和遠(yuǎn)程遙控電路，因此必須對(duì)繼電器輔助檢測(cè)設(shè)備和控制設(shè)備，保證繼電器能夠在工作過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)和控制電路。檢測(cè)設(shè)備和控制設(shè)備中自身具有程序能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電路的控制功能，并且能夠通過(guò)反饋的數(shù)據(jù)判斷電路的工作狀態(tài)，同時(shí)能夠輸出控制指令從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制作用。

3.4 控制大功率電路

繼電器具有不同的類型，根據(jù)工作的需求會(huì)在不同的實(shí)驗(yàn)和研究工作中使用不同類型的繼電器，其中包括中間繼電器、靈敏型繼電器等。繼電器能夠在使用過(guò)程中控制和調(diào)節(jié)電路，從而時(shí)電路實(shí)現(xiàn)設(shè)定的應(yīng)用。電路的功率和電路方面能夠通過(guò)繼電器對(duì)小電流的應(yīng)用起到整體的控制，從而使電路的運(yùn)行狀態(tài)得到整體的調(diào)整，增大電路在工作過(guò)程中的安全性，并對(duì)電路的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，保持電路的最佳工作狀態(tài)。

4 電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中繼電器的測(cè)試應(yīng)用

4.1 觸點(diǎn)測(cè)試

繼電器內(nèi)部的觸點(diǎn)性能會(huì)直接影響到繼電器的安全可靠性以及使用時(shí)間，因此必須保證繼電器觸電的良好使用狀態(tài)，保障電氣設(shè)備的使用壽命。但是繼電器在性能測(cè)試中受到其生產(chǎn)質(zhì)量的影響，因此必須解決該問(wèn)題。繼電器的觸點(diǎn)測(cè)試法能夠?qū)τ|點(diǎn)的工作狀態(tài)以及觸點(diǎn)能否實(shí)現(xiàn)工作效用進(jìn)行檢測(cè)和判斷，從而檢測(cè)繼電器的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。當(dāng)繼電器處于長(zhǎng)期閉合狀態(tài)或是斷電時(shí)，則主要通過(guò)電阻值進(jìn)行工作狀態(tài)的判定，依靠萬(wàn)能表測(cè)試電阻值，并測(cè)試觸點(diǎn)的數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)沒(méi)有外接電阻時(shí)繼電器內(nèi)部的觸點(diǎn)達(dá)到最大的電阻阻值。

4.2 線圈測(cè)試

繼電器的阻值會(huì)顯示在線圈上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的檢測(cè)。在該過(guò)程中可以運(yùn)用萬(wàn)能表的十倍歐姆檔對(duì)繼電器的線圈電阻進(jìn)行檢測(cè)，這時(shí)線圈處于通電或是斷電狀態(tài)以及電流電壓的具體數(shù)值都可以通過(guò)萬(wàn)能表的數(shù)據(jù)明確的表示出來(lái)。但是借助該方式進(jìn)行線圈測(cè)試時(shí)要注意控制測(cè)試時(shí)間，避免時(shí)間過(guò)高導(dǎo)致線圈升溫從而影響最終的測(cè)試數(shù)據(jù)。此外，在應(yīng)用該方法測(cè)試前，要提前一到兩個(gè)小時(shí)保持被測(cè)元件的正常狀態(tài)，避免元件受到刺激引起的線圈電阻感應(yīng)溫度變化。

4.3 吸合、釋放電流電壓測(cè)試

測(cè)試電流、電壓在吸合以及釋放時(shí)采用的方法基本相同，不同點(diǎn)在于當(dāng)對(duì)電流和電壓進(jìn)行釋放時(shí)需要在測(cè)試時(shí)對(duì)電流和電壓進(jìn)行緩慢降低，并保證能夠準(zhǔn)確判斷繼電器釋放過(guò)程中的聲音，從而判斷類型，記錄該時(shí)刻的電流和電壓釋放數(shù)值，但是當(dāng)測(cè)試電流和電壓吸合過(guò)程時(shí)，則要對(duì)電流和電壓逐步調(diào)高。在測(cè)試吸合、釋放電流電壓過(guò)程時(shí)，工作人員一定要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ饕庾R(shí)和安全觀念，在工作過(guò)程中嚴(yán)格按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格作業(yè)，保持思想和行動(dòng)上的共同高度重視。同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)試過(guò)程中也要保持多次測(cè)量，在大量的測(cè)試數(shù)據(jù)中獲取數(shù)據(jù)平均值，從而將測(cè)試誤差降低到最低程度。此外由于測(cè)試誤差在測(cè)試整體過(guò)程中是難以避免的，因此工作人員要盡可能選擇最佳的測(cè)量?jī)x器，保證測(cè)量過(guò)程中的精密和準(zhǔn)確，并通過(guò)多次測(cè)量最大程度的減小測(cè)試誤差，從而得到最具有準(zhǔn)確性的測(cè)量數(shù)值，能夠有參考價(jià)值的進(jìn)行分析和研究[1]。

5 電氣工程及其自動(dòng)化中低壓電器繼電器的應(yīng)用

5.1 繼電器在汽車方面的應(yīng)用

繼電器在汽車方面得到了廣泛應(yīng)用。汽車具有較多的零部件，主要包括啟動(dòng)發(fā)電機(jī)、車窗升降控制系統(tǒng)、燈光亮度控制系統(tǒng)、雨刮器控制系統(tǒng)以及安全氣囊啟動(dòng)系統(tǒng)等，以上多種系統(tǒng)都需要借助繼電器才能實(shí)現(xiàn)最終的工作功能。目前在汽車的整體工作體系中，內(nèi)部繼電器的數(shù)量已經(jīng)成為僅次于傳感器的第二大元件，而汽車也占據(jù)了繼電器使用設(shè)備中的將近20%，是繼電器應(yīng)用的巨大市場(chǎng)。

5.2 繼電器在太陽(yáng)能中的應(yīng)用

固體繼電器是在太陽(yáng)能中主要應(yīng)用的繼電器類型，固體繼電器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到重點(diǎn)應(yīng)用，能夠在光伏方陣中實(shí)現(xiàn)光能向電能的轉(zhuǎn)換，并在轉(zhuǎn)換之后通過(guò)繼電器將電能輸送給電池進(jìn)行電池的充電或是為負(fù)載供電。在太陽(yáng)能的使用過(guò)程中，如果沒(méi)有對(duì)蓄電池進(jìn)行及時(shí)的控制，當(dāng)蓄電池的電量達(dá)到額定充電值時(shí)，蓄電池就會(huì)起到自動(dòng)控制的作用，對(duì)電流進(jìn)行及時(shí)的斷電，而當(dāng)蓄電池的后續(xù)電量比額定的充電值低時(shí)，繼電器就會(huì)重新控制將電流聯(lián)通從而對(duì)蓄電池進(jìn)行持續(xù)的充電和供電。同時(shí)當(dāng)蓄電池的放電情況超過(guò)額定情況時(shí)，蓄電池也能夠在一定程度后將蓄電池及時(shí)斷開，并在蓄電池的放電量低于規(guī)定數(shù)值后繼續(xù)工作向負(fù)載供電[2]。

5.3 繼電器在家用電器中的應(yīng)用

繼電器在家用電器領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用，在一般情況下，繼電器在家用電器中主要應(yīng)用在微波爐以及洗衣機(jī)等設(shè)備上。繼電器的中觸點(diǎn)的負(fù)載值最高能夠達(dá)到220V電壓，功率達(dá)到6000W，最小能也能夠驅(qū)動(dòng)螺線管以及指示燈等器件。家用電器的使用壽命一般要求能夠工作5年以上，這就要求繼電器在家用電器的使用過(guò)程中至少要工作200次以上，并且要將繼電器的使用工作環(huán)境保持在-40℃～55℃之間。但是像微波爐以及電加熱器等具有較大功率的家用電器，其工作溫度有時(shí)能夠達(dá)到85℃以上，因此在使用該類家用電器之前，首先要對(duì)家用電器進(jìn)行足夠的安全檢查，保證使用環(huán)境沒(méi)有其他易燃易爆物品，保障使用過(guò)程中的安全性。

5.4 繼電器在自動(dòng)低壓電器中的應(yīng)用

在自動(dòng)化低壓電器中運(yùn)用繼電器能夠?yàn)槿藗兩钯|(zhì)量的提高提供有效的便利，便于人們的日常生活。這是由于繼電器應(yīng)用在自動(dòng)化低壓電器中能夠發(fā)揮其電氣服務(wù)的作用，滿足人們?cè)谏钪卸喾矫娴囊蟆ｋ妷涸诘蛪弘娖鞯氖褂眠^(guò)程中能夠受到有效的控制，其中直流電壓一般控制在1.5KV，交流電壓一般控制在1.2KV左右，因此在使用低壓電器的過(guò)程中，要使繼電器能夠發(fā)出控制低壓電器工作的信號(hào)和指令，使其起到有效的控制電力設(shè)備的作用，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的方便操作，從而在自動(dòng)化低壓電氣線路的使用過(guò)程中弱化人工操作，有效節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)電氣的最佳利用。此外，繼電器也能夠?qū)﹄娏υO(shè)備起到良好的控制作用，保證信號(hào)在發(fā)出過(guò)程中的準(zhǔn)確性，大幅度提高自動(dòng)低壓電器的使用質(zhì)量，并保證低壓電器在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。同時(shí)繼電器在自動(dòng)低壓電器中的應(yīng)用也能夠最大程度的降低人為操作帶來(lái)的工作失誤，降低電器在使用過(guò)程中的成本，提高繼電系統(tǒng)的使用動(dòng)力，為電氣自動(dòng)化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供有效保障[3]。

5.5 繼電器在電氣工程低壓電器中的應(yīng)用

繼電器在整個(gè)電力系統(tǒng)中主要發(fā)揮控制系統(tǒng)運(yùn)行的作用，當(dāng)將繼電器應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，能夠有效提高電氣工程的實(shí)施質(zhì)量。在低壓電器的使用過(guò)程中，繼電器主要發(fā)揮輔助工作的作用。電磁效應(yīng)是電氣工程在工作過(guò)程中主要應(yīng)用的效應(yīng)，其可以自由的轉(zhuǎn)化電路的動(dòng)靜觸點(diǎn)，從而控制電路的聯(lián)通和斷開。繼電器在電氣工程低壓電器中的應(yīng)用能夠發(fā)揮繼電器的指令發(fā)出原理，同時(shí)也涉及繼電器在模電、信號(hào)系統(tǒng)等多方面的應(yīng)用。在電氣工程低壓電器中應(yīng)用繼電器時(shí)，還要針對(duì)繼電器的應(yīng)用設(shè)置具有適配性的整體工業(yè)使用流程，按照當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求實(shí)施繼電器的控制計(jì)劃，從而有效提高電氣工程的使用效率，為電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定與安全提供有效保障[4]。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，電氣工程在新的時(shí)代也取得了巨大的進(jìn)步，這對(duì)繼電器的發(fā)展和應(yīng)用提供了廣闊的市場(chǎng)環(huán)境，使繼電器逐漸應(yīng)用在社會(huì)中的各個(gè)方面，為人們的生活帶來(lái)極大的便利。根據(jù)繼電器的工作原理和類型，繼電器能夠在汽車、熱水器、家用電器、自動(dòng)化低壓電器以及電氣工程低壓電器中得到有效應(yīng)用。但是，在繼電器的使用過(guò)程中，工作人員必須進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩庾R(shí)，做到使用中的安全性和穩(wěn)定性。

引用

[1] 黨玉潔.淺談電氣工程及其自動(dòng)化在低壓電器中繼電器的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2021(12):193-194.

[2] 宋妍霖,曹棟禹,李振興.電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中繼電器的應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù),2020,49(11):171-172.

[3] 蔣雯.繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用分析[J].電子測(cè)試,2020(17):119-120.

[4] 吳航.電氣工程自動(dòng)化低壓電器中繼電器的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2020(7):71-72.