繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開(kāi)關(guān)元件,廣泛應(yīng)用于遙控、遙測(cè)、通訊、自動(dòng)控制、機(jī)電一體化及電力電子設(shè)備中,是最重要的控制元件之一,本文為大家詳細(xì)介紹繼電器是什么,工作原理,應(yīng)用方法,以及繼電器在汽車(chē)上的應(yīng)用。
01
什么是繼電器?
繼電器是一種由相對(duì)較小的電流操作的電磁開(kāi)關(guān),可以打開(kāi)或關(guān)閉更大的電流。
繼電器的核心是電磁體(當(dāng)電流流過(guò)時(shí)變成臨時(shí)磁鐵的線圈)。您可以將繼電器視為一種電動(dòng)杠桿:用微小的電流打開(kāi)它,然后使用更大的電流打開(kāi)(“杠桿”)另一個(gè)設(shè)備。為什么這有用?顧名思義,許多傳感器都是非常敏感的電子設(shè)備,并且只產(chǎn)生很小的電流。但我們通常需要它們來(lái)驅(qū)動(dòng)使用更大電流的更大設(shè)備。繼電器彌補(bǔ)了這一差距,使得小電流能夠激活大電流。這意味著繼電器可以用作開(kāi)關(guān)(打開(kāi)和關(guān)閉)或放大器(將小電流轉(zhuǎn)換為大電流)。
02
繼電器的工作原理
這里有兩個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà),說(shuō)明繼電器如何使用一個(gè)電路來(lái)接通第二個(gè)電路。
當(dāng)電力流經(jīng)第一個(gè)電路 (1) 時(shí),它會(huì)激活電磁體(棕色),產(chǎn)生磁場(chǎng)(藍(lán)色),吸引觸點(diǎn)(紅色)并激活第二個(gè)電路 (2)。當(dāng)電源關(guān)閉時(shí),彈簧將觸點(diǎn)拉回到原來(lái)的位置,再次關(guān)閉第二個(gè)電路。
這是“常開(kāi)”(NO) 繼電器的示例:第二個(gè)電路中的觸點(diǎn)默認(rèn)不連接,僅當(dāng)電流流過(guò)磁鐵時(shí)才接通。其他繼電器是“常閉”(NC;觸點(diǎn)已連接,因此默認(rèn)情況下有電流流過(guò)它們),并且僅在磁鐵被激活、拉動(dòng)或推開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)關(guān)閉。常開(kāi)繼電器是最常見(jiàn)的。
這是另一個(gè)動(dòng)畫(huà),展示了繼電器如何將兩個(gè)電路連接在一起。本質(zhì)上是同一件事,但以略有不同的方式繪制。左側(cè)有一個(gè)由開(kāi)關(guān)或某種傳感器供電的輸入電路。當(dāng)該電路被激活時(shí),它會(huì)向電磁體提供電流,電磁體將金屬開(kāi)關(guān)拉閉合并激活第二個(gè)輸出電路(位于右側(cè))。輸入電路中相對(duì)較小的電流因此會(huì)激活輸出電路中較大的電流:
輸入電路(藍(lán)色環(huán)路)被關(guān)閉,并且沒(méi)有電流流過(guò)它,直到某些東西(傳感器或開(kāi)關(guān)閉合)將其打開(kāi)。輸出電路(紅色環(huán)路)也被關(guān)閉。
當(dāng)小電流流入輸入電路時(shí),它會(huì)激活電磁體(此處顯示為深藍(lán)色線圈),從而在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。
通電的電磁體將輸出電路中的金屬棒拉向它,閉合開(kāi)關(guān)并允許更大的電流流過(guò)輸出電路。
輸出電路操作高電流設(shè)備,例如燈或電動(dòng)機(jī)。
03
繼電器的實(shí)際應(yīng)用
照片:繼電器的兩個(gè)拍攝視角。
上圖:垂直向下看,可以看到左邊是彈簧觸點(diǎn),中間是開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu),右邊是電磁鐵線圈。
底部:從正面拍攝的同一繼電器。
假設(shè)您想要構(gòu)建一個(gè)電子操作的冷卻系統(tǒng),該系統(tǒng)可以根據(jù)室溫的變化打開(kāi)或關(guān)閉風(fēng)扇。您可以使用某種電子溫度計(jì)電路來(lái)感測(cè)溫度,但它只能產(chǎn)生很小的電流——電流太小,無(wú)法為大風(fēng)扇中的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。相反,您可以將溫度計(jì)電路連接到繼電器的輸入電路。當(dāng)該電路中流過(guò)小電流時(shí),繼電器將激活其輸出電路,允許更大的電流流過(guò)并打開(kāi)風(fēng)扇。
繼電器并不總是連接電路,有時(shí)他們也起到斷開(kāi)電路的作用。例如,在發(fā)電廠設(shè)備和輸電線路中,您會(huì)發(fā)現(xiàn)保護(hù)繼電器在發(fā)生故障時(shí)跳閘,以防止電流浪涌等造成損壞。與上述類(lèi)似的電磁繼電器曾經(jīng)被廣泛用于此目的。如今,基于集成電路的電子繼電器可以完成同樣的工作。它們測(cè)量電路中的電壓或電流,并在超過(guò)預(yù)設(shè)限制時(shí)自動(dòng)采取行動(dòng)。
04
繼電器在汽車(chē)上的應(yīng)用
繼電器在汽車(chē)上運(yùn)用廣泛,如下圖所示是大眾汽車(chē)上的X觸點(diǎn)卸荷繼電器,“30”端子為繼電器觸點(diǎn)供電輸入端,“87”端子為繼電器觸點(diǎn)供電輸出端,“86”端子為線圈供電端,“85”端子為線圈接地端。
當(dāng)繼電器線圈通電工作時(shí),電流經(jīng)過(guò)端子“86”及“85”,使線圈激磁,由于線圈的磁力吸引,使“30”端子與“87”端子間的觸點(diǎn)閉合。
當(dāng)線圈斷電時(shí),線圈的磁力也隨之消失,活動(dòng)觸點(diǎn)就會(huì)在彈簧的反作用力下返回原來(lái)的位置,使“30”端子與“87”端子間的觸點(diǎn)斷開(kāi)。
05
繼電器在汽車(chē)上的安裝
繼電器一般安裝在中央配電盒內(nèi),如下圖所示。
06
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原文標(biāo)題:繼電器的工作原理與應(yīng)用案例
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