繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)，通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
繼電器是什么?
所屬學科： 電力(一級學科) ;繼電保護與自動化(二級學科)
繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)，通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
繼電器的定義：繼電器是一種當輸入量(電、磁、聲、光、熱)達到一定值時，輸出量將發生跳躍式變化的自動控制器件。
繼電器常識
繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)，通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。
繼電器幾種作用：
1) 擴大控制范圍。例如，多觸點繼電器控制信號達到某一定值時，可以按觸點組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。
2) 放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個很微小的控制量，可以控制很大功率的電路。
3) 綜合信號。例如，當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時，經過比較綜合，達到預定的控制效果。
4) 自動、遙控、監測。例如，自動裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序控制線路，從而實現自動化運行。
電磁繼電器的工作原理和特性
電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態的靜觸點，稱為“常開觸點”;處于接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”。
固態繼電器的原理及結構
SSR按使用場合可以分成交流型和直流型兩大類，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關，不能混用。
下面以交流型的SSR為例來說明它的工作原理，圖1是它的工作原理框圖，圖1中的部件①-④構成交流SSR的主體，從整體上看，SSR只有兩個輸入端(A和B)及兩個輸出端(C和D)，是一種四端器件。
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圖1
工作時只要在A、B上加上一定的控制信號，就可以控制C、D兩端之間的“通”和“斷”，實現“開關”的功能，其中耦合電路的功能是為A、B端輸入的控制信號提供一個輸入/輸出端之間的通道，但又在電氣上斷開SSR中輸入端和輸出端之間的(電)聯系， 以防止輸出端對輸入端的影響，耦合電路用的元件是“光耦合器”，它動作靈敏、響應速度高、輸入/輸出端間的絕緣(耐壓)等級高;由于輸入端的負載是發光二極管，這使SSR的輸入端很容易做到與輸入信號電平相匹配，在使用可直接與計算機輸出接口相接，即受“1”與“0”的邏輯電平控制。觸發電路的功能是產生合乎要求的觸發信號，驅動開關電路④工作，但由于開關電路在不加特殊控制電路時，將產生射頻干擾并以高次諧波或尖峰等污染電網，為此特設“過零控制電路”。所謂“過零”是指，當加入控制信號，交流電壓過零時，SSR即為通態;而當斷開控制信號后，SSR要等待交流電的正半周與負半周的交界點(零電位)時，SSR才為斷態。這種設計能防止高次諧波的干擾和對電網的污染。吸收電路是為防止從電源中傳來的尖峰、浪涌(電壓)對開關器件雙向可控硅管的沖擊和干擾(甚至誤動作)而設計的，一般是用“R-C”串聯吸收電路或非線性電阻(壓敏電阻器)。圖2是一種典型的交流型SSR的電原理圖。
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圖2
直流型的SSR與交流型的SSR相比，無過零控制電路，也不必設置吸收電路，開關器件一般用大功率開關三極管，其它工作原理相同。不過，直流型SSR在使用時應注意：①負載為感性負載時，如直流電磁閥或電磁鐵，應在負載兩端并聯一只二極管，極性如圖3所示，二極管的電流應等于工作電流，電壓應大于工作電壓的4倍。②SSR工作時應盡量把它靠近負載，其輸出引線應滿足負荷電流的需要。③使用電源屬經交流降壓整流所得的，其濾波電解電容應足夠大。
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圖3
圖4 給出了幾種國內、外常見的SSR的外形。
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圖4
固態繼電器的分類與工作原理
固態繼電器(Solid State Relays,縮寫SSR)是一種無觸點電子開關，由分立元器件、膜固定電阻網絡和芯片，采用混合工藝組裝來實現控制回路(輸入電路)與負載回路(輸出電路)的電隔離及信號耦合，由固態器件實現負載的通斷切換功能，內部無任何可動部件。盡管市場上的固態繼電器型號規格繁多，但它們的工作原理基本上是相似的。主要由輸入(控制)電路，驅動電路和輸出(負載)電路三部分組成。
固態繼電器的輸入電路是為輸入控制信號提供一個回路，使之成為固態繼電器的觸發信號源。固態繼電器的輸入電路多為直流輸入，個別的為交流輸入。直流輸入電路又分為阻性輸入和恒流輸入。阻性輸入電路的輸入控制電流隨輸入電壓呈線性的正向變化。恒流輸入電路，在輸入電壓達到一定值時，電流不再隨電壓的升高而明顯增大，這種繼電器可適用于相當寬的輸入電壓范圍。
固態繼電器的驅動電路可以包括隔離耦合電路、功能電路和觸發電路三部分。隔離耦合電路，目前多采用光電耦合器和高頻變壓器兩種電路形式。常用的光電耦合器有光-三極管、光-雙向可控硅、光-二極管陣列(光-伏)等。高頻變壓器耦合，是在一定的輸入電壓下，形成約10MHz的自激振蕩，通過變壓器磁芯將高頻信號傳遞到變壓器次級。功能電路可包括檢波整流、過零、加速、保護、顯示等各種功能電路。觸發電路的作用是給輸出器件提供觸發信號。
固態繼電器的輸出電路是在觸發信號的控制下，實現固態繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件(芯片)和起瞬態抑制作用的吸收回路組成，有時還包括反饋電路。目前，各種固態繼電器使用的輸出器件主要有晶體三極管(Transistor)、單向可控硅(Thyristor或SCR)、雙向可控硅(Triac)、MOS場效應管(MOSFET)、絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等。
固態繼電器原理 固態繼電器(Solidstate Relay, SSR)是一種由固態電子組件組成的新型無觸點開關，利用電子組件(如開關三極管、雙向可控硅等半導體組件)的開關特性，達到無觸點、無火花、而能接通和斷開電路的目的，因此又被稱為“無觸點開關”。相對于以往的“線圈—簧片觸點式”繼電器(Electromechanical Relay, EMR)，SSR沒有任何可動的機械零件，工作中也沒有任何機械動作，具有超越EMR的優勢，如反應快、可靠度高、壽命長(SSR的開關次數可達108"109次，比一般EMR的106高出百倍)、無動作噪聲、耐震、耐機械沖擊、具有良好的防潮防霉防腐特性。這些特點使SSR在軍事、化工、和各種工業民用電控設備中均有廣泛應用。固態繼電器的控制信號所需的功率極低，因此可以用弱信號控制強電流。同時交流型的SSR采用過零觸發技術，使SSR可以安全地用在計算機輸出接口，不會像EMR那樣產生一系列對計算機的干擾，甚至會導致嚴重當機。比較常用的是DIP封裝的型式。控制電壓和負載電壓按使用場合可以分成交流和直流兩大類，因此會有DC-AC、DC-DC、AC-AC、AC-DC四種型式，它們分別在交流或直流電源上做負載的開關，不能混用.
按負載電源的類型不同可將SSR分為交流固態繼電器(AC—SSR)和直流固態繼電器(DC—SSR)。AC—SSR是以雙向晶閘管作為開關器件，用來接通或斷開交流負載電源的固態繼電器。AC—SSR的控制觸發方式不同，又可分為過零觸發型和隨機導通型兩種。過零觸發型AC—SSR是當控制信號輸入后，在交流電源經過零電壓附近時導通，故干擾很小。隨機導通型AC—SSR則是在交流電源的任一相位上導通或關斷，因此在導通瞬間可能產生較大的干擾。
熱繼電器工作原理與結構
熱繼電器是用于電動機或其它電氣設備、電氣線路的過載保護的保護電器。電動機在實際運行中，如拖動生產機械進行工作過程中，若機械出現不正常的情況或電路異常使電動機遇到過載，則電動機轉速下降、繞組中的電流將增大，使電動機的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應原理，在出現電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。
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電磁繼電器的結構和工作原理
電磁繼電器是繼電器中應用最早、最廣泛的一種繼電器。電磁繼電器一般由鐵心、電磁線圈、銜鐵、復位彈簧、觸點、支座及引腳等組成，如圖7-1 所示。
電磁繼電器的工作原理并不復雜，它主要是利用電磁感應原理而工作的。當線圈通以電流時，線圈便產生磁場，線圈中間的鐵心被磁化產生磁力.從而使銜鐵在電磁吸力的作用下吸向鐵心，此時銜鐵帶動支桿將板簧推開，使兩個常閉的觸點斷開。當斷開繼電器線圈的電流時，鐵心便失去磁性，銜鐵在板簧的作用下恢復初始狀態，觸點則又閉合。
觸點的形式一般分為三種:一種是繼電器線圈未通電時處于接通狀態的靜觸點，稱為常閉觸點.用字母H 表示;第二種是處于斷開狀態的靜觸點，稱為常開觸點，用字母D 表示;還有一種是一個動觸點與一個靜觸點常閉，而同時與一個靜觸點常開，形成一開一閉的轉換觸點形式.用字母I表示。常閉觸點在線圈通電時由閉合狀態斷開，所以又稱為動斷觸點，而把常開觸點稱為動合觸點轉換觸點有兩種情況，即先合后斷的轉換觸點和先斷后合的轉換觸點圖7-2 列出了觸點形式的電路。在一個繼電器中，可以具有一個或數個(組)常開點、常閉觸點和相應的轉換觸點形式。
