电磁继电器在空调中的作用以及主要构造及功能

电磁继电器在空调中的作用

烈日炎炎的盛夏，空调和西瓜都是解暑利器。你知道吗？电磁继电器是空调的至关重要的部件。电磁继电器主要通过控制电路，控制继电器通断，进而达到控制室内、室外风扇电动机、电磁换向阀、压缩机、摆风电动机以及其他结构的目的。

空调中所使用的电磁继电器一般可分为三大类，即启动继电器、压力继电器和过载保护器。

1.启动继电器

启动继电器是采用单相异步电动机的压缩机启动的专用元件。启动继电器根据与压缩机启动绕组的连接方式不同，它又分为电压式启动继电器与电流式启动继电器。电压式启动继电器是空调器中最常釆用的启动继电器，它的线圈与压缩机启动绕组并联，其常闭触点与启动电容器串联。电流式启动继电器的线圈与压缩机电动机运行绕组串联，在电动机启动与运转时，运转电流通过继电器的线圈，控制触点与起动绕组串联，再控制起动绕组的闭合与断开。重锤式启动继电器、PTC（正温度系数）启动继电器、水银启动继电器均属于电流式，其连接如图1.4.1所示。

图1.4.1　各种启动继电器连接线路

2.压力继电器

压力继电器又叫压力控制器或压力调节器，它是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件，即当空调器装置中压缩机的排出压力超过调定值或吸入压力低于调定值时，压力继电器的电触点切断电源，使压缩机停止工作，起到保护和自动控制的作用。

3.过载保护器

为保证空调器的正常运行，在电气电路中常采用短路保护和过载保护措施。空调器中使用的保护电器主要有热熔断器、空气断路器以及热保护器等。

热熔断器俗称温度熔丝管，是一次性温度保护装置，实物与结构如图1.4.2所示。自动空气断路器简称断路器，俗称为空气开关，它不仅可作为电源开关，而且还同时具有自动保护功能。热保护器是压缩机电动机的安全保护装置。热保护器按结构形式分类，可分为条形热保护器、碟形热保护器和PTC热保护器。热保护继电器安装在压缩机外部紧贴在机壳上，与电动机串联，并固定在接线盒内。它的作用是保护压缩机不致因电流过大或者温度过高而烧毁。碟形热保护器主要由电阻加热丝、碟形双金属片、一对触点和两个接线端子组成，其内部结构如图1.4.3所示。

图1.4.2　热熔断器内部结构

图1.4.3　碟形热保护器内部结构

4.温度控制继电器

温度控制继电器简称温控器，是对空调房间的温度进行控制的电开关设备。它根据结构形式，可分为机械压力式温控器和电子式温控器两种。

机械压力式温控器釆用双金属片或充气膜盒感测室内温度，以压力作用原理来推动触点的通与断。电子式（电阻式）温控器釆用电阻感温的方法来检测室内温度，一般采用白金丝、铜丝、钙丝以及半导体（热敏电阻等）为测温电阻。家用空调器的传感器大都是用热敏电阻。^[6]

表1.4.1　分层学习要求

认识电磁继电器

在生活中，我们经常看到一些大型机器在工作（如大型吊车），而它们的电流可达几十安、上百安，直接控制或操作是很危险的，那怎么才能控制这些强大的电流呢？这时电磁继电器就发挥作用了。电磁继电器是利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流的装置。

电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧或弹片、触点等组成，如图1.4.4所示。其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。接通控制电路，即A、B之间接通电流，电磁铁有了磁性，吸引衔铁，D、E接通，使工作电路工作。断开控制电路，电磁铁失去磁性，释放衔铁，使工作电路断开。电磁铁对衔铁的吸、放，控制着工作电路的通、断，从而实现间接控制工作电路的目的。

1.电磁继电器由什么组成？

图1.4.4　电磁继电器及其结构

2.电磁继电器如何实现控制大电流？

电磁继电器通常应用于自动控制电路中（见图1.4.5），它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种自动开关。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

图1.4.5　电磁继电器的应用

3.电磁继电器可以实现哪些功能？

利用电磁继电器，不仅能实现低电压、弱电流控制高电压、强电流的电路通断，还可以实现电路的水位报警、温度报警等自动控制功能。

继电器与自动控制

商场、超市都有自动扶梯，细心的你是否发现，大多数自动扶梯有这样的情况：如果上面有人时运行速度较快，如果上面没有人时扶梯运行都比较缓慢。自动扶梯是如何实现这一功能的呢？在没有了解这个原理之前，你可能觉得很复杂。但如果你懂得其中的道理了，你会发现原来这里面只是一个小小的电磁继电器就可以轻松完成任务了！

如图1.4.6所示，R1是一个压敏电阻（电阻会随它所承受压力的变化而变化的一种电阻），R2是一个定值电阻，M就是带动自动扶梯上下的电动机。(www.xing528.com)

图1.4.6　自动扶梯及其电路

当没有人站在自动扶梯上时，压敏电阻R1的阻值较大，控制电路中电流较小，电磁铁的磁性较弱，不能将上面的衔铁吸下来。这样，动触点与上面的触点相接触，被控制电路中电阻R2和M串联，使得通过M的电流较小而转速较慢。

当有人站在电梯上时，压敏电阻R1的阻值减小，电磁铁的磁性增强，将上面的衔铁吸下来，使得动触点与上面的触点分开，而与下面的触点相连接，这时电路中就只有电动机M了，所以通过电动机中电流就会增大，扶梯运行的速度就变快了。

图1.4.7　形形色色的自动报警器电路图

4.电磁继电器如何在自动扶梯中发挥作用？

5.你能设计一款自动报警系统吗？

6.试试看，你能描述出如图1.4-7所示的电路原理吗？

自我评价

1．电磁继电器是利用________控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接控制“________电路”的通断，间接控制“________电路”的通断。

2．电磁继电器的主要构造有（　）。

A．电磁铁　B．通电螺线管

C．电池组　D．条形磁体

3．下列功能中，电磁继电器不能完成的是（　）。

A．控制电路中电流的连续变化

B．控制电路中电流的有无

C．利用低电压、弱电流控制高电压、强电流

D．远距离自动控制与操作

载人飞船与电磁继电器

北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，如图1.4.8所示。

图1.4.8　神舟十二号飞船点火升空

此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波三名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。这是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务，也是空间站阶段的首次载人飞行任务。

在发射、升空在轨以及后续再入返回的全程中，航天科工研制的声表滤波器和扼流圈为航天器的通信系统应答机等关键部位提供通信保障服务，确保神舟十二号与地面通讯通畅清晰。这些体积不足指尖大，重量微乎其微的小产品，以极其稳定的可靠性，在航天器系统的传输系统、通信分系统等关键部位中广泛应用。

本次任务中，航天科工研制的高精度加速度计组合（石英挠性加速度计和IF转换电路组合）依然履行在微重力环境下测量加速度、帮助飞船精准把握速度和位置的职能，为飞船变轨和交会对接提供必要的实时数据。值得指出的是，为避免温度变化对石英挠性加速度计的精度产生影响，前期航天科工已攻克了主动温度控制、标定方法等难题，此次任务中，还创新增加了温度遥测模块，让温度控制多了一个“观察员”。同时，还对IF（电流频率）转换电路进行了创新改进，将原本输出的模拟信号处理成为数字信号，提升了系统的工作效率。

此外，连接器、继电器、齿轮传动产品、锌银蓄电池和地面充放电设备、高端紧固件等也在本次任务中发挥了极为重要的作用。

火箭推动器的点火工作是由继电器来完成的。脱离火箭后，在太空中很多动作也需要飞船上的继电器得以实现。^[7]

【注释】

[1]张志东.磁性材料的磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构[J].物理学报，2015，64（6）：67503-067503.

[2]王富民.奥斯特实验的重大意义——纪念奥斯特发现电流的磁效应192周年[J].物理教学，2012（10）.

[3]白木.地球磁场会消失吗[J].科学之友，2003（5）：2.

[4]埃内尔·弗里格尔，约尔恩·汉尼西.什么是什么：电磁奇观[11-14岁][M].高建中，译.武汉：湖北教育出版社，2010.

[5]庞世俊，姜良奎，丁叁叁，等.时速600 km磁浮列车[J].机械设计，2020，v.37（S2）：336-336.

[6]王海梅.空调温度控制器电路的设计与仿真[J].自动化与仪器仪表，2017，000（010）：33-34.

[7]王之康，甘晓.神舟十二号载人飞船发射圆满成功.