继电器基础知识培训教材

继电器基础知识培训教材2012-1-291第一节 继电器的定义•继电器是一种自动电器，它广泛地应用在电力保护、生产过程自动化及各种自动、远动、遥控、遥测和通讯等自动化装置中，是现代自动化系统中最基本的电器元件之一。

•继电器是一种能自动断续的控制元件。

当输入量（或激励量）满足某些规定的条件时，能在一个或多个电气输出电路中产生预定跃变的一种器件（GB2900.17）。

•继电器具备两个特性，一是当输入量增加（或减少）到某一定值时，继电器才能做出通或断的响应。

并且在输入量继续增加（减少）或保持不变时，通或断的状态保持不变。

只有在输入量减少（增加）到某一定值时，通或断的状态才能“跳跃式”地改变；二是输入参量与输出2012-1-292•第三节继电器的分类•继电器按动作原理分：1、电磁继电器：输入参量为电压或电流（JRC-023M、JZC-064M、JRC-089M等）；2、极化继电器：由极化磁场与控制线圈所产生的磁场综合作用使衔铁动作的继电器（JQC-106M、JQC-100M、JQX-142M 等）；3.磁保持继电器：继电器线圈断电后，触点仍然保持在线圈断电前的工作位置（JMC-022M、JMC-069M、JMC-157M等）；4.温度继电器：利用热效应而动作的继电器，由温度的高低来决定继电器输出状态是否改变（JUC-1M、JUC-121M等）；5、特种继电器a.加速度继电器：由产品所感应的加速度值的大小来控2012-1-296•制继电器的动作（GK-1、GK-2、GK-3等）；•b.风速继电器：由风流量的大小来控制继电器的动作（JF-1、JF-2）。

•继电器按机构形式分：•1.拍合式继电器：继电器的衔铁围绕支点旋转一定的角度（JZX-145M）；•2.平衡旋转式继电器：衔铁围绕通过其质量中心的转轴旋转（JRW-3M、JZC-023M、JZC-064M等）；•3.螺管式继电器•4.平衡力式继电器：继电器在释放状态下磁钢对衔铁的保持力与吸合状态下极靴对衔铁的吸力大致相等（JQC-100M、JQC-106M、JQC-181M等）•5.舌簧继电器2012-1-297•按负载分类•弱功率电磁继电器——0.5A～1A（包括1A）•中功率电磁继电器——1A～10A（包括10A）•大功率电磁继电器——10A以上•2、外型符号•W— 微型 （最长边尺寸≤10mm）•C— 超小型（最长边尺寸＞10，≤25mm）•X— 小型 （最长边尺寸＞25，≤50mm）•例如:2012-1-299第一章 继电器的概况•第五节继电器的使用1、家用电器必须经过安全认证，耐高压，使用寿命5~10年，工作寿命20万次。

2、汽车工作电压12V，防沙尘、水、盐和油，耐电报，工作寿命5~50万次。

3、电报、电话系统切换速率快100次/秒，灵敏度≤140mW工作寿命100万次，接触电阻小而稳定。

4、军用系统等2012-1-2911线圈推动杆工作气隙1 电磁机构的组成电磁机构是由线圈和闭合磁路（包括铁心、轭铁、衔铁和气隙）等构成的实现电磁转换的组件。

1）线圈继电器的“心脏”，将电能转化为磁场能，产生磁场。

它由漆包线绕制而成。

2）铁心由软磁材料（如电磁纯铁）制成，插在线圈中心孔内，与轭铁铆装。

作用是集中线圈产生的磁通，提高磁导和磁场强度。

3） 轭铁由软磁材料（如电磁纯铁）制成，作用是形成一条磁阻最小的闭合磁路，同时支撑铁心、线圈、衔铁等其它零件。

4）衔铁2012-1-2913可动部件，由软磁材料（如电磁纯铁）制成，作用除形成一条磁阻最小的闭合磁路外，还是一个驱动机构，推动接触系统，完成切换电路的作用。

5） 盖板由不导磁的、焊接性能优异的金属材料（锌白铜、不锈钢）制成。

作用是支撑衔铁转轴，其支撑孔与轴的配合尺寸很关键。

6） 复原簧片由焊接性能优异的弹性金属（铍青铜、发条不锈钢）制成。

作用促使衔铁返回初始状态。

另外复原弹簧（拉簧、扭簧、游丝盘簧）、复原磁钢也可起同样作用。

复原磁钢优点：初始力大，抗冲振性好；随气隙减小，复原减小，优化反力特性。

缺点：调整困难；易吸附多余物；占用空间较大。

2012-1-29147）支架由不导磁的、焊接性能优异的金属材料（锌白铜、不锈钢）制成。

作用是支撑衔铁(前支架）和电磁系统，并与接触系统连接。

其支撑孔(前支架）与轴的配合尺寸、结构强度很关键。

8） 推动杆驱动机构的一种形式，通过烧结的玻璃球对触点和磁路进行电气隔离。

驱动机构的另一种形式是衔铁和动簧合为一个部件，如平衡力式继电器。

9） 工作气隙轭铁（或铁心）工作面和衔铁工作面之间的空气隙，是供衔铁运动和电磁机构执行预定功能需储存、释放磁场能量的磁间隙，是衔铁运动必须的空间，它是电磁机构中不可缺少的组成部分之一。

2012-1-29152 电磁系统的技术参数1）保持力瞬时拉开吸合衔铁所需要的力矩。

对单稳态磁路，线圈驱动一边通常加正常动作电压。

保持力异常情况：①双气隙两边力矩相差大：轴孔间隙大；②保持力小：气隙面镀层偏厚；极靴未贴平有缝隙；漏磁严重；磁性零件磁性能差；线圈匝数少；铁心和轭铁铆装处磁阻大。

③保持力偏大：气隙面镀层偏薄。

2) 初始复原力瞬时推动释放状态时的衔铁所需要的力矩，对复原簧片通常测复原簧片刚离开挡销时的力。

其大小影响吸动、释放时间、同步性和力学性能。

2012-1-29163）工作气隙大小工作气隙的大小对触点的间隙、跟踪，推动球的自由行程和吸合特性有影响。

它又有可调整（3023、3064、3025等）和不可调整（3106、3142等）两种。

2012-1-2917二接触系统1 电接触的基本知识电接触是指两个导电体（触点）相互接触时所实现的电路连接。

电接触的知识是研究继电器接触系统性能的理论基础。

对于有触点的继电器来说，接触系统是继电器的执行机构、是用来开断和接通电路的部位；继电器工作的可靠性与寿命在很大程度上取决于接触系统的工作好坏。

1.1 接触电阻RR=Rs+Rm+RyRs : 收缩电阻（触点电流通过的接触面微观上是凸凹不平的。

触点形状、接触压力、温度、材料性能、形貌）Rm：膜电阻（物理吸附、化学吸附、化学反应）Ry ：引线电阻2012-1-2918触点的断流容量触点的断流能力取决于触点的材料、触点的间隙、环境条件（气体的成分和压力、环境温度）和触点的开断速度。

1.2.3、断开状态必须由足够的绝缘强度和抗电强度。

不会因触点抖动而重新闭合。

1.2.4、闭合过程2012-1-29211.3 触点磨损及影响因素触点磨损产生于机械磨损、电磨损和化学磨损的综合效应，与以下因素有关：a、触点材料（硬度、表面状态、导电导热性、化学稳定性、极限燃弧参数等）；b、负载（大小、性质、通电时间）；c、环境条件（介质成分和压力、环境温度）；d、触点切换速度及回跳情况；e、触点参数（触点尺寸、触点形状、触点间隙、触点压力、触点跟踪）1.4 触点材料AgMgNi AgCdO AuPdPt2012-1-2923玻璃绝缘子托片1） 接触系统的焊接方式接触片与接线脚的连接有四种形式：①点焊连接；②钎焊连接；③点焊后钎焊连接；④激光点焊。

①、点焊连接优点：牢固、无污染、触点压力较稳；缺点：点焊后接触片位置变化大，接触系统调整大，接触片与接线脚之间须有过渡接片、托片，增加了连接、增加了工序，也就多了一处控制点。

接片、托片与接线脚之间点焊的连接处是接触系统导电导热的一个瓶颈，因此点焊连接较多用于中小功率继电器。

②、钎焊连接优点：各接触片之间的尺寸易于保证，与接线脚连接的故障率低于点焊，连接处的导电导热较好；缺点：钎焊时加的焊剂如清洗不干净对接触片是一个较大的污染；焊接强度偏低，触点压力变化大。

2012-1-2926钎焊连接对于多数大中小功率继电器都适用，也是目前大多数军用继电器生产厂常用的方法。

③、点焊后钎焊连接优点：连接牢固，导电导热较好；缺点：工序增加，定位夹具较复杂。

适用于较粗的接线脚与较厚的接触片的连接，即适用于大功率继电器。

④、激光点焊优点：适用于较紧密的接触系统，污染少缺点：焊接深度小，导电导热能力最差。

适用于产品机构无焊接空间的中小功率继电器。

2) 接触簧片尺寸接触片尺寸应满足以下三个要求：①接触片承受的力应小于其许用应力［σ］如果max。

2012-1-2927簧片的极限加速度值：2012-1-2929F ——簧片截面积；（mm 2）EJ ——簧片的抗弯强度；F 0——触点压力；（N） L k ——簧片固定点到动断触点的距离；（mm） P kP ——动簧片质量；（g）③、电流密度的要求簧片的载流密度应控制。

继电器簧片的载流密度应不大于9A/mm 2，对于负载较大或有可靠性要求的产品，簧片的载流密度应不大于5A/mm 2。

在功率继电器中，我们会遇到在不能增加簧片厚度与宽度的条件下要降低载流密度，这时可采用在簧片上增加分流带（覆铜薄）的措施。

2） 常闭触点压力是指在给定条件下，处于闭合位置的两触点间相互作用的力。

触点应有足够的触点压力，以破坏触点表面的膜电阻，达到可靠完成接通被控电路的目的，但压力过大将增加触点机械磨损和电磨损，并可能造成两吸、冷焊 现象，过小对接触电阻和振动不利。

3） 触点跟踪（常开触点压力）触点闭合过程中，触点在刚刚接触后，继续沿动接触件运动方向前进的规定位移。

触点跟踪的大小影响触点的耐磨性、继电器力学性和灵敏度等.2012-1-2931三 附属部件1 外罩强度要求：如强度不够，容易造成外罩变形，振动谐振；但也不能过厚，太厚加工困难，耗费内腔有效容积，增加质量。

一般采用黄铜、镍白铜等材料。

2 引出端引出端接线脚直径的取值主要依据电流密度。

电流密度一般应控制在5A/mm2，这样才能保证引出端的有效散热。

接线脚的材料一般为铁镍钴玻封合金丝。

对于负载较大的产品，接线脚可以选用铜芯可伐合金。

电流密封控制≤7A/mm2。

3 安装板1）强度要求：安装板厚度应比所连接的罩壳厚0.1～0.4（根据产品的大小而定，一般晶体罩以下的产品比罩厚0.1～0.2，2012-1-2932晶体罩以上产品比罩厚0.2～0.4）。

2） 安装及安装位置安装板与罩之间通常以点焊定位，四周搪锡进行固定。

安装板的点焊凸苞应有适当的高度，以保证点焊牢度。

安装方式及安装部位的确定应使继电器能承受技术条件规定的极限冲击、振动，不能因安装导致振动加速度被放大。

对高度较高的产品，安装板安装尺寸应在产品的重心位置。

2012-1-2933•第二节典型继电器结构一平衡衔铁旋转式图1图1结构适用于1/2、1/4晶体罩，该种结构较成熟可靠，是平衡衔铁旋转式的经典结构，磁效率高，抗冲振性好；在我厂3023系列、3064系列产品都是采用该基本结构。

2012-1-2934图2适用于1/6晶体罩及类似外形的产品，因其线圈后装配，铁心与轭铁孔间存在较大磁损耗，是该类结构的最大弱点，同时还存在线圈松动等问题。