繼電器用來控制電路通斷,現代很多電子設備也沒有繼電器吧


題主的這個問題不錯,這裡面有許多知識。

我先說答案:我覺得電磁式繼電器被淘汰的可能性不大。這裡的電磁式繼電器就是題主所謂的繼電器。

以下我來說說與繼電器有關的3個知識點,其一是轉換深度,其二是開距,其三是繼電特性,並由此看出電磁式繼電器與固態繼電器的區別和使用條件。

1)轉換深度問題

所謂轉換深度h,指的是控制設備斷開電路和接通電路時,控制設備執行電路的阻值之比。

對於繼電器,它依靠的是觸點,見下圖:

圖1:電磁式繼電器的模式圖,其中的D就是觸點

圖1的上圖,我們看到觸點對D的下方是常開觸點,我們設常開觸點間的等效電阻是Rdk。圖1的下圖,我們看到觸點對D的常開觸點已經閉合,我們設此時常開觸點間的等效電阻是Rjt。於是轉換深度的定義是:

[公式] ,式1

通俗地講,轉換深度h就是繼電器觸點斷開狀態的等效電阻與接通狀態等效電阻之比。

對於有觸點的電器來說,它的轉換深度h的範圍是: [公式] 。無觸點的電器,例如晶閘管或者固態繼電器,它們的轉換深度h的範圍是: [公式] 。兩者相比,相差7個數量級。

有觸點電器的轉換深度h值高有什麼好處?它能保證接通電路時,執行電路的電阻(觸點接通電阻)小,電能損耗也小,對受控電路的影響當然也小。而當斷開電路時,其執行電路的電阻(觸點的斷開電阻)非常高,從而保證了耐壓水平。

轉換深度h值低的無觸點電器在這兩方面都無法與有觸點電器相比。特別是無觸點電器的發熱和損耗,尤顯得突出,而無觸點電器(固態繼電器)在耐壓方面也比不過有觸點電器。

然而,有觸點電器也存在問題,就是開斷時會出現電弧燒蝕,從而影響到開關電器的電壽命。

2.電磁式繼電器觸點的開距問題

我們來仔細看看電磁式繼電器的觸點模式圖,如下:

圖2:電磁式繼電器觸點的模式圖

圖2的a圖,我們把繼電器動、靜觸點在打開位置時的最短距離,叫做開距。b圖中,我們把處於閉合狀態的觸點組閤中的靜觸點取出,動觸頭能下壓的距離叫做超程。開距與觸點耐壓水平和介電能力有關,而超程則與觸點的電壽命有關。

我們先來看看開距與觸點耐壓水平之間有何關係。我們首先看一張我經常使用的圖,如下:

圖3:氣體放電管的放電現象

圖3是氣體放電管的放電曲線。我們把圖3左圖的氣體放電管兩個極當作繼電器動、靜觸點,其中上部的電極是陽極(動觸點),下部是陰極(靜觸點)。現在我們把電壓E加在動、靜觸點上,調節電源E和電阻R使得電壓從零開始逐漸升高,我們看看有什麼現象發生。

OA段曲線:我們看圖3右圖的曲線,觸點間的電壓從零開始上升。雖然動靜觸點間加了電壓,但電場強度很小,外部的電離因素(如光照、射線作用)產生的帶電粒子不能全部到達陽極,但電流隨著電壓增高而增大。

AB段曲線:由於空氣中存在宇宙射線,它會轟擊空氣,並使之電離。電離後的帶電粒子在電場的作用下向兩極運動。由於宇宙射線的數量在一定的海拔高度是一定的,所以AB段曲線特別陡峭,儘管電壓增加量較大,但電流增加很少。

BC段曲線:現在電壓已經足夠高了,電極間隙中的電場強度較大,電磁引起的發射和電場電離也產生,於是隨著電壓的上升,電流也開始加大。

C點:此時到達兩極的帶電粒子足夠多,帶電粒子轟擊兩極,造成二次電子發射,由此產生了擊穿效應,C點的電壓叫做氣體擊穿電壓。

氣體擊穿後,會進入輝光區,如果電壓繼續加大,會進入弧光區。這部分的介紹與主題無關,我就不再講解了。

通過這一段的描述,我們會發現,開距是決定擊穿電壓的關鍵因素之一。其次,海拔高度和氣壓也是決定擊穿電壓的因素。

此外,當電磁式繼電器的觸點從閉合狀態返回打開狀態時,隨著電極間隙的加大,電弧逐漸冷卻。當電極間隙達到開距時,電弧已經不能維持而熄滅。

我們由此可知,電磁式繼電器在高海拔地區使用時,一定要加大開距,才能避免擊穿。然而繼電器一旦定型,開距是不能改變的。此時要採取同類觸點串聯的辦法,加大電弧間隙,實現滅弧,同時也避免出現擊穿。

對於無觸點的繼電器,它就不存在此類問題,這是無觸點電器的優勢所在。然而不管怎麼說,無觸點的固態繼電器,它的耐壓水平是無法與有觸點繼電器的耐壓水相比的,可見開距的作用不小。

除了開距,觸點的霍姆斥力也會引起電弧燒蝕,我們把霍姆斥力引起的效應叫做開關電器的動穩定性。

3.電磁式繼電器的繼電特性

我們看下圖:

圖4:繼電特性

繼電特性是電磁式繼電器的特徵,無觸點的固態繼電器不具有此特性。

圖4中,X是電磁式繼電器的輸入控制參量,我們可以理解為電壓或者電流信號。Y是電磁式繼電器的動作值,電磁式繼電器吸合動作時Y=1,電磁式繼電器釋放時Y=0。

當X=0時,Y=0。我們慢慢增加X值,當X=Xf時,Y依然等於0,電磁式繼電器不動作;當X=X1時,電磁式繼電器吸合動作,Y=1,見圖4。X值一直要調節到X=Xd,目的是提高穩定性。

現在,我們慢慢地減小X值,當X=X1時,電磁式繼電器不返回,Y=1;當X=Xf時,繼電器釋放返回,Y=0。

正因為有繼電特性,所以有觸點的電磁式繼電器具有一定的穩定性。

電磁式繼電器在發電廠和變電站的繼電保護系統中使用很廣泛,見下圖:

圖5:變電站的繼電保護櫃和監控室

在圖5的系統中,電場強度很大,可靠性要求高,穩定性要求也高,系統容不得出錯。在這裡,電磁式繼電器不會被淘汰的,相比起固態繼電器,電磁式繼電器的優勢要大得多。

至於家用電器,還有一些弱電場合,用固態繼電器取代電磁式繼電器,應當是大勢所趨。


很多人提到繼電器是以弱控強,這個說法並不完全正確。在電子儀器儀錶中,很多繼電器是用來切換微弱電信號的,屬於以強控弱

絕大多數高端儀器儀錶,目前還離不開電磁繼電器,因為很多場合固態繼電器或者電子開關的技術指標還達不到要求

不要一提起電磁繼電器就想到那些大傢伙,小巧精緻的繼電器作用也很大!


有圖有真相,拆儀器太麻煩了,手頭有幾張數據採集卡,拆開來大家看看

下面幾塊卡是 是德科技 Keysight (Agilent/HP) 的 34901A 和 34905A

下面兩塊卡是 吉時利 Keithley 的 2000-SCAN 和 3273,可以看到 3273 上面裝有一百多個繼電器


在工廠裏,PLC櫃中往往存在大量的小型繼電器,如歐姆龍MY4NJ、施耐德RXM2LB2BD

這些繼電器的作用:起隔離作用,現場設備即使出現故障使控制線路帶強電,也不會燒壞PLC模塊(PLC模塊比繼電器貴多了)

另外,對於較長的控制線路,不可避免的產生感應電(就是多條電纜之間產生的互感現象,使本來不帶電的控制電纜芯產生感應電壓,手觸摸有麻麻的感覺,接地有一定程度的打火),情況嚴重的可以使上邊提到的小型繼電器動作(多數情況表現為小型繼電器的指示燈亮但觸點不動作),這個時候就得使用接觸式繼電器了

在家用電器中,固態繼電器確實應用越來越多了,畢竟不存在工業環境那麼高的要求,壽命還極長(正常使用條件下)


不請自來

繼電器不會被淘汰

今年暑假電賽的電磁炮 我們電磁炮開炮瞬間電流有160A 兩個繼電器打了一晚上的炮(誤)依舊工作正常

之前的mos管一發當場上天 撥動開關打了幾發就上天了 後來正好有個繼電器廠商的人來推銷 給了我們幾個樣品 不然今年七夕都不能打炮了(大誤)

所以繼電器不會被淘汰


這個明確回答,暫時肯定是不會被淘汰的

繼電器在電路中起著重要的作用:

1)擴大控制範圍: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。

繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(又稱輸入迴路)和被控制系統(又稱輸出迴路)之間的互動關係。

通常應用於自動化的控制電路中,它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種「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。

羣鷹繼電器解答 


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