固态继电器与其他类型的比较与应用技巧

1.中间继电器

中间继电器也是一种电磁继电器,它的触点较多,且无主、辅触点之分,一般额定电流不超过5A,因此中间继电器的触点系统和电磁系统与接触器相比更加轻小,使用更方便。中间继电器主要用于信号的传递与交换:有时控制信号较弱,不足以直接驱动接触器,就用中间继电器对信号进行放大;有时电路复杂,接触器触点不够使用,就用中间继电器将信号同时传给几个控制元件。

2.电压继电器

电压继电器的线圈为电压线圈,线圈匝数多,导线细,应并接在电源两端。电压继电器是在电路端电压达到它的整定值时动作,以接通或分断被控电路。按照用途不同有过电压和欠电压继电器之分。

过电压继电器是指当电压超过设定电压时,触点动作,常用于直流电动机(或发电机)的过电压保护;欠电压继电器是指当电压低于设定电压值时,触点动作,常用于欠电压和零电压保护,例如当电源电压降低导致电动机停车后,欠电压继电器可防止电源电压恢复时电动机自起动。

3.电流继电器

电流继电器是在电路中通过的电流达到它的整定值时动作,以接通或分断被控电路。电流继电器的线圈为电流线圈,线圈匝数少,导线粗,应串于电路中。电流较大时,常将电流继电器与电流互感器配合使用,以避开继电器与大电流的接触,减小费用。按照用途,电流继电器分为过电流继电器和欠电流继电器。

过电流继电器是在电路中的电流高于其整定值时动作,主要用于交直流电动机或继电保护电路中作过载或短路保护;欠电流继电器是在电路中的电流低于设定值时动作,主要用于并励或他励直流电动机电路中作失磁保护。

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电流继电器的调整

电流继电器的动作应按设计要求整定。作电动机保护时,交流电流继电器的电流可按电动机起动电流的1.2~1.3倍整定,直流继电器的电流可按电动机最大工作冲击电流的1.1~1.5倍整定。

电流继电器的调整实质上是调节衔铁与铁心的距离,距离越大,动作电流越大,动作时间就越长;距离越小,动作电流越小,动作时间越短。过电流继电器的调整方法如图1-59所示。

图1-59 过电流继电器的调整

4.固态继电器

以上几种继电器都是电磁式的,而固态继电器是由半导体元件组成的无触点电子开关。其外形及电路符号如图1-60所示,它四角有4个接线端,其中两个输入端、两个输出端。输入端接控制信号,输出端与电源、负载串联。由于它具有速度快、稳定可靠、无触点、寿命长等优点,广泛用于温度控制、电机调速和正反转控制等方面。

固态继电器有交流、直流和通用型(交、直流)之分,它们的内部结构是有所区别的,使用时应注意:直流固态继电器只能控制直流负载,交流固态继电器只能控制交流负载,交直流固态继电器可以控制交直流负载。

虽然几种类型的固态继电器的内部结构不同,但它们的内部都由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。其工作原理都是在输入端加上一定的直流电压时,其输出端导通。

图1-60 固态继电器的外形及电路符号

a)实物照片 b)示意图 c)电路符号(www.xing528.com)

如图1-61所示为固态继电器的原理示意图,当有输入信号时,相当于开关S闭合,发光二极管发光,由晶闸管、晶体管等组成的半导体“开关”接收光信号后导通,负载得电工作,当断开控制回路的开关S时,发光二极管不发光,被控负载断电。

图1-61 固态继电器的原理示意图

5.开关、电磁式继电器、固态继电器的比较

1)开关是手动操作器件,而继电器是自动控制器件。

2)电磁式继电器控制回路的主体元件是线圈;固态继电器控制回路的主体元件是光耦合器。

3)电磁式继电器的执行机构(触点)是机械式的,固态继电器的执行“开关”不是机械式的,是半导体元件,是一种无触点开关。

4)电磁式继电器的控制线圈与被控制触点之间是通过电磁力来完成的;固态继电器控制与被控制之间由光耦合器作传媒的主体,晶闸管、晶体管才是它的执行元件。

6.速度继电器

速度继电器是反映转速和转向的继电器,它是按照电动机转速和转向控制其触点的接通和断开,它与接触器配合可实现对电动机的反接制动控制。常用速度继电器的外形如图1-62所示。其内部结构主要由定子、转子、触点系统及端帽等部分组成。触点系统由两组转换触点组成,一组在转子正转时动作,另一组在转子反转时动作。

图1-62 速度继电器的外形及结构

a)外形图 b)结构图

使用时应注意:

1)速度继电器的转轴应与电动机同轴连接,使两轴的中心线重合,速度继电器的轴可用联轴器与电动机连接,如图1-63所示。

图1-63 速度继电器的安装

2)速度继电器的正反向触点不能接错,否则无法实现反接制动。

3)速度继电器的金属外壳应可靠接地。