在工业企业中进行技术革新、技术革命时,常常要制作一些电子控制设备,以进行某些生产设备或生产过程的控制,其中常常要用到一个不可少的部件——电磁继电器。这里仅就电磁继电器的选择问题,作些介绍,供读者在工作中参考。 ——编者
在各种自动控制设备中,常常要使用继电器,把从输入端所感知的信号,经过电子电路的变换,加到一个继电器上,由它的接点的开合来换接或开、关所需控制的电路,使控制对象按要求动作。继电器的种类很多,只有正确地选择了适当的继电器,才能使它按照要求动作。我们在这里只介绍继电器的一种——直流电磁继电器的基本结构和动作原理,以及选用这种继电器时应注意的一些问题。
电磁继电器有许多种,但它的结构一般总是包括四个基本部分:(1)固定磁路部分(包括轭铁和铁心);(2)绕在铁心上的绕组;(3)可动的磁路部分(衔铁);(4)簧片系统(包括簧片,接点及其安装、驱动部件)(参看附图)。

构成继电器磁路的轭铁、铁心和衔铁通常都是用磁导率高、矫顽力小的软磁材料制成的,例如电工软铁。继电器的绕组则是用漆包线绕在线圈骨架上,连同骨架一起套在铁心上。绕圈的端头引出来,以便接到控制继电器动作的电路中去。接点一般是用纯银制成的半球形体,铆接或点焊在簧片上。簧片一般是用弹性较好的磷铜或镍铜制成的长薄片或细金属线。可以由两片簧片构成为平时断开、动作时闭合的“动合”组,或平时闭合、动作时断开的“静合”组,也可以用三片簧片构成“转换”组。每个继电器可以安装一组或多组簧片,簧片用安装部件固定在轭铁上,其尾端引出,以便连接到由继电器控制的电路中去。
继电器在绕组没有电流通过时,处于静止状态,动合接点组应是断开的,静合接点组应是接通的。当绕组中有电流流过时,则沿图中虚线所示磁路产生了磁力线。当电流达到预定数值,铁心吸力大于簧片组的机械压力时,继电器的衔铁被吸向铁心的磁极,由于衔铁是由轭铁支撑的,衔铁的另一端则向上转动,推动簧片的驱动部件,使簧片组的接点端移动,这时动合接点组闭合,而静合接点组断开,从而改变了继电器的原始状态,并被保持在这一状态。当绕组里的电流开始减小时,继电器仍旧保持动作状态。这是因为这时衔铁与磁极间的间隙减小了,只有隔磁片在中间隔着,磁路的磁阻减小了的缘故。直到绕组中的电流降到了某一电流值 (一般称为“释放”电流),铁心的吸力小于簧片组的机械压力时,街铁才被释放,继电器复原,簧片也回到原来的静止状态。
在我们选用继电器时,应根据电路的要求从以下几个方面来考虑。
首先从继电器所需控制的电路数来决定继电器的接点组的数目。但是各种型号的继电器上至多可以安装的簧片组数是有一定限度的(继电器上的簧片,有时不是按最大容量装配的,但最大簧片组数可由制造单位提供的说明书上获得)。我们知道簧片组越多,所需要的驱动功率也就越大,但簧片组多到一定程度时,由于机械负荷的增加,衔铁就再也不能推动簧片组。因此,需要转换的电路数应该不多于继电器所能安装的簧片组数。当电路数少于簧片组数时,还应该把多余的簧片卸下,这样可以降低驱动继电器所需的功率,并使继电器动作可靠。
其次应该考虑的是接点所能承受的电压、电流等问题。如果电路中的电压、电流超过接点所能承受的电压、电流,在接点断开时会产生火花,缩短接点的寿命,甚至烧毁接点。所以在选择继电器时,应考虑这个问题。
此外还要考虑继电器的灵敏度问题。每种继电器都有它自己的灵敏度。继电器的灵敏度是指继电器上只安装一副转换接点组时,使其完全动作所需的最小功率。当然动作功率越小的继电器也就越灵敏。
例如我们要求继电器要同时换接几个电路,在控制电路方面可以供始继电器绕组较大的功率,在设备中又有足够的地位可以安装,这时的主要着眼点是在可以换接的簧片数上,可以选用能够负荷多组簧片的中等灵敏度的继电器。又如,簧片只要少数一两组,而供给继电器动作的功率有一定限制,不能过大,并且设备又是便携式的,这时就要选用小型的或超小型的高灵敏度继电器。
根据以上的要求,挑选了适当类型的继电器,其簧片组也确定了以后,还要选择合适的绕组,否则它在电路中也不能正确地动作。对继电器来说,它上面所装的簧片组就是它的机械负荷,继电器带动的机械负荷有多大,它就要付出相应的电能,这是用安匝来表示的。安匝数是指流过绕组的电流(以安培计与线圈匝数的乘积。)“动作安匝数”就是使继电器动作的电流(安)与匝数的乘积,“释放安匝数”就是使继电器开始释放的电流 (即保持继电器继续动作的最小电流)与匝数的乘积。在电阻小,电流大的电路里可使用匝数少的继电器;在电阻大,电流小的电路里(如小功率电子管的屏路里)应使用匝数多的继电器。无论在哪种电路里,电路的最大电流一定要比继电器的动作电流大,而要比继电器所能承受的最大电流小;最小电流要比继电器的释放电流小。一般而言,电路里的电流越大,继电器的动作就越可靠和动作快速。但是电流也不能太大,因为绕组有一定的电阻(绕组的匝数,电阻数一般都写在绕组的外皮上),有电流流过绕组时,会使继电器发热,温度上升。各种继电器的容许温升,热耗散功率是有一定规定的,所以电流不能太大。电路最大电流应比继电器动作电流大得多,但此继电器绕组热耗散所容许的极限电流小得多。
总之,在我们选用继电器的时候,簧片、接点、绕组等的各项参数都要满足上述几个条件。如有一项不满足,这种继电器就不能用,必须另选继电器,或者改变电路工作条件。(子幸)