电磁式继电器结构及工作原理详解

图7－2所示为电磁式继电器的3种原理结构，每种结构都由电磁铁1、钢制的可动衔铁片（钢舌片）2、接点3和反作用力弹簧4组成。

当电磁铁线圈通过电流IKA时，产生的磁通Φ使钢舌片磁化，由此产生电磁力，有将舌片吸向电磁铁磁极。

图7－2　电磁式继电器的原理结构

（a）螺管线圈式；（b）舌门式；（c）带Z形舌片式
1—电磁铁；2—钢制的可动衔铁片（钢舌片）；3—接点；4—反作用力弹簧

由于将钢舌片吸向电磁铁的电磁力与空隙中磁通的平方成正比，而磁通在铁芯未饱和前又与继电器中的电流IKA成正比，若使继电器启动，必须使电磁力超过弹簧和摩擦的反抗力，即当继电器线圈中通过的电流增大到某一数值时所产生的电磁力克服了反抗力时，钢舌片便被吸向磁极，于是接点闭合，使继电器动作。

下面分别介绍利用这种电磁原理制成的电流、电压、时间、中间以及信号等继电器的结构。

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电磁式继电器的结构

1.DL－10系列电流继电器

图7－3所示为DL－10系列电流继电器的内部结构示意。在C形铁芯上绕有匝数较少且相等的两个线圈，线圈可串联或并联接线。在钢舌片轴上连有涡卷弹簧，涡卷弹簧的外端连在调整杆上。当继电器线圈通以电流IKA，产生的电磁力克服了反卷弹簧和摩擦力时，继电器钢舌片便被吸向磁极，接点闭合。

使电流继电器动作（接点闭合）的最小电流称为电流继电器的启动电流，以Iop表示。

图7－3　DL－10系列电流继电器的内部结构示意

1—电磁铁；2—钢舌片；3—线圈；4—转轴；5—反作用弹簧；6—轴承；
7—标度盘（铭牌）；8—启动电流调节转杆；9—动触点；10—静触点

电流继电器动作后，如果电流减小到某值，钢舌片靠反卷弹簧的作用返回原来的位置，接点被立即打开。使电流继电器返回起始位置的最大电流，称为电流继电器的返回电流，用Ire表示。返回电流与启动电流的比值，称为电流继电器的返回系数，用Kre表示，即

返回系数总是小于1，电流继电器的质量越高，结构越好，则返回系数就越接近1。DL－10系列电流继电器的返回系数一般不小于0.85。如果返回系数过小，可增加Z形片与磁极间的距离，即增大返回电流来增大返回系数。电流继电器的动作时间仅为百分之一秒左右，属于瞬时动作的继电器。

借调整杆改变反卷弹簧的力，以及改变线圈的连接方式，可以调整电流继电器的启动电流。前者是均匀调整，后者是阶段调整，当线圈由串联改成并联时，启动电流可增加1倍。

DL－10系列电流继电器有DL－11、DL－12、DL－13三种，其内部接线和图形符号如图7－4所示。目前尚有DL－20C、DL－30系列组合式电流继电器，其工作原理与DL－10系列电流继电器相同，只是对电磁铁和触点系统作了某些改进，体积稍小些。

图7－4　DL－10系列电流继电器的内部接线和图形符号

（a）DL－11型接线；（b）DL－12型接线；
（c）DL－13型接线；（d）集中表示的图形符号；（e）分开表示的图形符号

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电流继电器的结构

2.DJ－100系列电压继电器

DJ－100系列电压继电器的原理及其结构与DL－10系列电流继电器基本相同，仅DJ－100系列电压继电器的线圈匝数多，阻抗大，反应的参数不同。DJ－100系列电压继电器主要有DJ－111、DJ－121、DJ－131以及DJ－112、DJ－122、DJ－132两类。前一类为过电压继电器，后一类为低电压继电器。DJ－131/60C系列尚有外附电阻。目前也有DY－20C和DY－30系列的组合式电压继电器。过电压继电器的动作电压和返回电压的关系与过电流继电器的完全相同。

低电压继电器是反应电压降低而动作的。使低电压继电器常闭触点闭合的最大电压为该继电器的启动电压Uop，而返回电压Ure则为返回到原来位置的最小电压，显然Ure＞Uop。低电压继电器的返回系数为

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电压继电器的结构

3.DS－100系列时间继电器

DS－100系列时间继电器为螺管线圈电磁式继电器，其结构中增添了钟表机构，如图7－5所示。当线圈1通有电流时，可动铁芯3被吸入，压杆9失去支持，瞬时转换触点6开5合。扇形齿轮12在拉引弹簧17的作用下顺时针转动，延时主动触点14开始转动。但因摩擦离合器19发生作用，钟表机构与主动触点的主轴耦合在一起，从而控制了它们的旋转角速度。延时主动触点14到达主静触点15的行程时间即时间继电器的动作时间。

当线圈失电后，在返回弹簧4的作用下，通过压杆9立即使扇形齿轮12复原。此时因摩擦离合器19解离，钟表机构则不起作用。(www.xing528.com)

图7－5　DS－110和DS－120系列时间继电器的内部结构示意

1—线圈；2—电磁铁；3—可动铁芯；4—返回弹簧；5，6—瞬时转换触点；7—绝缘杆；
8—瞬时动触点；9—压杆；10—平衡锤；11—摆动卡板；12—扇形齿轮；13—传动齿轮；
14—延时主动触点；15—主静触点；16—标度盘；17—拉引弹簧；18—弹簧拉力调节器；
19—摩擦离合器；20—主齿轮；21—小齿轮；22—掣轮；23，24—钟表机构传动齿轮

图7－6为DS－110和DS－120系列时间继电器的内部结构示意和图形符号。

图7－6　DS－110和DS－120系列时间继电器的内部结构示意和图形符号

（a）型；（b）DS－111C、112C、113C型；（c）型；
（d）带延时闭合触点的时间继电器；（e）带延时断开触点的时间继电器

DS－100系列时间继电器有两种。一种为DS－110型，另一种为DS－120型；前者为直流，后者为交流。

为了缩小继电器的尺寸，有的时间继电器线圈不是按长期通电设计的，而是按短时通电设计的，因此若长期接入电压，应在继电器启动后，于其线圈回路中串接附加电阻R，如图7－7所示。电阻R在正常情况下，被继电器瞬动常闭触点短接。继电器动作以后，该接点断开将电阻R串接在线圈回路中，用以限制流过继电器的电流。

图7－7　时间继电器为保证热稳定性串接附加电阻的接线示意

目前除了上述时间继电器外，尚有组合式DS－20A、DS－30型（直流）和BSJ－1型（交流）以及MS－12、MS－21型（多电路）等时间继电器。

时间继电器的触电类型可扫码观看。

时间继电器的触电类型

4.DZ－10、DZB－100、DZS－100系列中间继电器

当前电磁式中间继电器的类型很多，大多数是利用舌门形结构做成。DZ－10系列中间继电器（图7－8）具有4对触点，其动作时间不大于0.05s，功率消耗不大于7W，触点的开断容量可达110V、5A。DZ－15型中间继电器具有两对常开触点和两对常闭触点，DZ－16型时间继电器具有3对常开触点和1对常闭触点，而DZ－17型中间继电器则具有4对常开触点，如图7－9所示。

图7－8　DZ－10系列中间继电器的内部结构示意

1—线圈；2—电磁铁；3—弹簧；4—衔铁；5—动触点；
6，7—静触点；8—连接线；9—接线端子；10—底座

在某些情况下，要求中间继电器的接点在闭合或开断时有一些延缓。这种继电器的延时通常靠放置在磁路上的短路线圈来获得。DZS－100系列中间继电器就是这种类型的继电器，它具有不小于0.06s的延时。DZS－115型、DZS－117型为延时动作继电器。DZS－127型、DZS－136型为延时电压动作和电流保持动作继电器（两个绕组）。DZS－145型为延时返回继电器。这些继电器内部结构示意如图7－10所示。

图7－9　DZ－10系列中间继电器的内部结构示意和图形符号

（a）DZ－15型；（b）DZ－16型；（c）DZ－17型；（d）图形符号

图7－10　DZS－100、DZB－100系列中间继电器的内部结构示意

另外，DZB－100系列中间继电器有多个动作线圈（图7－10）。如DZB－115型有一个电流工作线圈和一个电压保持线圈；DZB－127型和DZB－138型均有一个电压工作线圈、两个电流保持线圈；DZB－138型尚有一个阻尼线圈（端子⑦－⑧）。DZB－100系列中间继电器动作时间不大于0.05s。在继电保护中，通常利用中间继电器同时接通许多回路或者利用其能承受大容量的接点去操作高压断路器。上述3种系列的组合式中间继电器的型号分别为DZ－30B、DZB－10B与DZS－10B。

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中间继电器的结构

5.DX－11型信号继电器

DX－11型信号继电器是舌片形快速动作的电磁式继电器。信号继电器分为串联和并联两种，串联的为电流型，并联的为电压型。两者仅线圈阻抗和反应参量不同，都可在直流操作保护回路中作为动作指示器。DX－11型信号继电器的内部结构和接线示意以及图形符号如图7－11和图7－12所示。它具有电磁铁和带有公共点的两对常开触点及一个信号牌5。当继电器线圈通电时，电磁铁的衔铁4被吸持，信号牌5靠自重掉下，信号牌转动5的动触点8闭合静触点9。断电后，衔铁4在弹簧3的作用下返回原位，但信号牌5需用手顺时针方向转动外壳上的旋钮才能返回原位。平时信号牌5被衔铁4挂住而不会自动掉落。这种电流型信号继电器消耗的功率为0.5W，电压型信号继电器消耗的功率为2W。目前改进后的产品尚有DX－20、DX－30以及DXM－2A、DXM－3A等型号，它们均为电压或电流启动，电压保持或释放，具有灯光信号，唯有DX－31型信号继电器具有掉牌信号，并机械闭锁。

图7－11　DX－11型信号继电器的内部结构示意

1一线圈；2一电磁铁；3一弹簧；4一衔铁；
5一信号牌；6—玻璃窗孔；7一复位旋钮；8一动触点；
9一静触点；10一接线端子

图7－12　DX－11型信号继电器的内部接线示意和图形符号