电压继电器的应用及作用解析

1.继电器的特点及功用

继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点，广泛应用于电力保护、自动化、遥控、测量和通信等装置中。与接触器相比，继电器具有触头额定电流很小，不需要灭弧装置，触头种类和数量较多，体积小等特点，但对其动作的准确性要求较高。

一般来说，继电器主要用来反映各种控制信号，其触头通常接在控制电路中，不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其他电器对主电路进行控制。作为控制元件，继电器的作用见表4-15。

表4-15 继电器的作用

2.继电器的种类

继电器的种类很多，常见继电器见表4-16。

表4-16 继电器的种类

3.继电器的主要技术参数

继电器的种类及型号很多，归纳起来其主要技术参数见表4-17。

表4-17 继电器的主要技术参数

4.继电器的选用

1）了解必要的条件。

①控制电路的电源电压，能提供的最大电流。

②被控制电路中的电压和电流。

③被控电路需要几组、需要什么形式的触头。

选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器的吸合是不稳定的。

2）查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。

3）注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板的安装布局。

5.继电器的测试

在安装、维护、维修继电器时，可通过对继电器的一些参数进行测试，以鉴定其质量好坏，其参数项目见表4-18。

表4-18 测试继电器

6.电压继电器的应用

电压继电器的线圈匝数多且导线细，使用时将电压继电器的电磁线圈并联在所监控的电路中，将动合触头串联在控制电路中作为执行元件。当电路的电压值变化超过设定值时，电压继电器的触头机构便会动作，触头状态产生切换，发出控制信号。

电压继电器按电压动作类型可分为过电压继电器、低电压（欠电压）继电器两种。

1）选用过电压继电器主要是看额定电压和动作电压等参数，过电压继电器的动作值一般按系统额定电压的1.1～1.2倍整定。

2）电压继电器线圈的额定电压一般可按电路的额定电压来选择。电压继电器记忆口诀电压继电器两种，过电压和欠电压。线圈匝数多且细，整定范围可细化。并联负载电路中，密切监控电变化。额定电压要相符，安装完毕试几下。

7.电流继电器的应用

电流继电器是反映电流变化的控制电器，主要用于监控电气线路中的电流变化。

电流继电器的线圈匝数少且导线粗，使用时将电磁线圈串联在被监控的主电路中，动作触头串联在辅助电路中。当电路电流的变化超过设定值时，电流继电器便会动作，触头状态场所切换，发出信号。

电流继电器按电流动作类型可分为过电流继电器、欠电流继电器两种。

（1）过电流继电器

过电流继电器正常工作时线圈中虽有负载电流，但衔铁不产生吸合动作。当出现超出整定电流的吸合电流时，衔铁才产生吸合动作。在电气控制线路中出现冲击性过电流故障时，过电流使过电流继电器衔铁吸合，利用其动断触头断开接触器线圈的通电回路，从而切断电气控制线路中电气设备的电源。JT4系列过电流继电器的结构及原理如图4-28所示。

图4-28 JT4系列过电流继电器的结构及原理

交流过电流继电器整定值I_x的整定范围为

I_x=（1.1～3.5）I_N

式中，I_x为吸合电流，I_N为额定电流。

（2）欠电流继电器

欠电流继电器正常工作时衔铁处于吸合状态，当电路的负载电流降低至释放电流时，衔铁释放。在直流电路中，当负载电流降低或消失往往会导致严重后果（如直流电动机励磁回路断线等）。在交流电路中，一般不会出现欠电流故障，因此低压电器产品中有直流欠电流继电器而无交流欠电流继电器。

直流欠电流继电器吸合电流I_x=（0.3～0.65）I_N。

释放电流I_F整定范围为I_F=（0.1～0.2）I_N。

（3）电流继电器的选型

电力保护、二次回路电流继电器选型条件如下：(www.xing528.com)

1）有辅源电流继电器需要提供的条件。

触头形式（动合触头、动断触头和转换触头的组数）、辅助电压等级，电流整定范围，以及安装方式（柜内安装，面板开孔式，导轨式）。

2）无辅源电流继电器需要提供的条件：触头形式（动合触头、动断触头和转换触头的组数）、电流整定范围，以及安装方式（柜内安装，面板开孔式，导轨式）。

（4）过电流继电器的选用

过电流继电器的主要参数是额定电流和动作电流。额定电流应不低于被保护电动机的额定电流，动作电流可根据电动机工作情况按电动机起动电流的1.1～1.3倍整定。一般绕线转子异步电动机的起动电流按2.5倍额定电流考虑，笼型异步电动机的电流按额定电流的5～8倍考虑。

1）过电流继电器线圈的额定电流一般可按电动机长期工作的额定电流来选择。对于频繁起动的电动机，考虑到起动电流在继电器中的热效应，因此额定电流可选大一级。

2）过电流继电器的动作电流可根据电动机工作情况，一般按电动机起动电流的1.1～1.3倍整定，频繁起动场合可取2.25～2.5倍。一般绕线转子异步电动机的起动电流按2.5倍额定电流考虑，笼型异步电动机的起动电流按额定电流的5～8倍考虑。

8.中间继电器的应用

中间继电器是传输或转换信号的一种低压电器元件，它可将控制信号传递、放大、翻转、分路、隔离和记忆，以达到一点控多点、小功率控大功率的目标。

中间继电器的主要作用是解决触头容量、数目与继电器灵敏度之间的矛盾。

中间继电器有通用型继电器、电子式小型通用继电器、接触器电磁式中间继电器、采用集成电路构成的无触头静态中间继电器等。

中间继电器的品种规格很多，常用的有J27系列、J28系列、JZ11系列、JZ13系列、JZ14系列、JZ15系列、JZ17系列和3TH系列。

选用中间继电器时，主要应根据被控制电路的电压等级、所需触头数量、种类、容量等要求来选择。

由于中间继电器的触头容量较小，所以一般不能在主电路中应用。

9.速度继电器的应用

速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动的控制电路中。它的任务是当三相电源的相序改变以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生制动力矩，使电动机在制动状态下迅速降低速度。在电动机转速接近零时立即发出信号，切断电源使之停车（否则电动机开始反方向启动）。

常用的速度继电器有JY1型和JFZ0型两种，它们具有两个动合触头、两个动断触头，触电额定电压为380V，额定电流为2A。一般速度继电器的转轴在130r/min左右即能动作，在100r/min时触头即能恢复到正常位置。可以通过螺钉的调节来改变速度继电器动作的转速，以适应控制电路的要求。

选用速度继电器时要注意以下几点：

1）选用速度继电器时，应根据触头额定电压、触头额定电流、触头数量及额定转速来选择。

2）速度继电器的转轴应与电动机同轴连接，如图4-29所示。

3）速度继电器安装接线时，正、反向的触头不能接错，否则不能起到在反接制动时接通和断开反向电源的作用。

4）速度继电器的金属外壳应可靠接地。

10.热继电器的应用

热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行及其他电气设备发热状态的控制，也可用于其他电气设备发热状态的控制。

热继电器的热元件与被保护电动机的主电路串联。热继电器的触头串联在接触器线圈所在的控制回路中，如图4-30所示。

图4-29 速度继电器与电动机的连接

图4-30 热继电器在电动机控制电路中的应用示例

选用热继电器时应注意以下几点：

1）一般电动机轻载起动或短时，可选择两相结构的热继电器；当电源电压的均衡性和工作环境较差或多台电动机的功率差别较显著时，可选择三相结构的热继电器；对于三角形联结的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。

2）热继电器的额定电流应大于电动机的额定电流。

3）一般将整定电流调整到等于电动机的额定电流。对过载能力差的电动机，可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0.6～0.8倍；对起动时间较长，拖动冲击性负载或不允许停车的电动机，热元件的整定电流应调节到电动机额定电流的1.1～1.15倍。绝对不允许弯折双金属片。

11.时间继电器的应用

时间继电器实质上是一个定时器，在定时信号发出之后，时间继电器按预先设定好的时间、时序延时接通和分断被控电路。

时间继电器按工作方式可分为通电延时时间继电器和断电延时时间继电器两种，前者较为常用。

时间继电器按动作原理可分为电磁阻尼式、空气阻尼式、晶体管式和电动式等4种。近年来，电子式时间继电器发展很快，它具有延时时间长、准确度高、调节方便等优点，有的还带有数字显示，非常直观，所以应用很广泛。

JSZ3系列时间继电器如图4-31所示。其控制电路采用了集成电路，具有体积小、重量轻、结构紧凑、延时范围广、延时准确度高、可靠性好、寿命长等特点，适用于在机床自动控制、成套设备自动控制等要求高准确度、高可靠性的自动控制系统中作为延时控制元件。

使用时间继电器时应注意以下事项：

1）时间继电器的使用工作电压应在额定工作电压范围内。

图4-31 JSZ3系列时间继电器

2）当负载功率大于继电器额定值时，应添加中间继电器。

3）严禁在通电的情况下安装、拆卸时间继电器。

4）对可能造成重大经济损失或人身安全的设备，设计时应务必使技术特性和性能数值有足够余量，同时应该采用二重电路保护等安全措施。

5）断电延时型时间继电器，通电时间必须大于3s，以使内部电容充足电能。