电磁继电器工作原理及性能参数详解

2017-03-15 19:22分类：电子元器件阅读：

电磁继电器是一种最常用的具有隔离功能的电磁操纵自动开关，它由控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）两部分组成。它可做成利用声、光、磁、热等信号控制的自动开关，可以实现用一个低压安全电路去控制另一个高压或大电流电路等电路，并实现控制电路与被控电路之间的电气是完全隔离的。

由于电磁继电器具有控制可靠、隔离彻底、控制形式多样（接通、断开或转换）、可同时控制多组负载等特点，所以在自动控制、遥控、安全保护、信号交换等机电一体化及电力电子设备中得到广泛应用，是重要的控制器件之一

结构及原理

图27-1所示是常用普通电磁继电器的内部结构示意图，它主要由铁芯、线圈、衔铁（动铁芯）、弹簧、动触点、静触点和一些接线端等组成。静触点包括常闭触点（动断触点）、常开触点（动合触点）两种。触点的材料通常用铜、银、金及其合金，其中以

铂金合金为最好，这样的触点接触电阻小，并且不易氧化。平时，随衔铁联动的动触点与常闭触点接通。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服弹簧的返回拉力吸向铁芯，从而带动动触点与常闭触点分离、与常开触点接通，这一过程被称为电磁继电器的“吸合（动作）”。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，于是动触点与常闭触点恢复接通、与常开触点分离，一过程被称为电磁继电器的“释放（复位）”。可见，随着电磁继电器的通电“吸合”和断电“释放”，通过触点组就可以轻而易举地实现对被控电路的“开”或“关”控制。由于通过线圈的工作电流与触点之间并没有电的联系，所以控制电路与被控制电路之间在电气上是完全隔离的。

对于电磁继电器的各个触点，可以这样来理解和区分：在线圈未通电的条件下，处于断开状态的静触点称“常开触点”，处于接通状态的静触点称“常闭触点”。这两种静触点分别与动触点（公共触点）配合，构成一组完整的转换触点，才能完成对被控电路的“开”或“关”控制任务。而一个电磁继电器可以同时存在数组这样的触点（每组中可以缺少常开或常闭触点），以实现对多个不同负载的同步控制。

电磁继电器的工作原理可通过图27-2所示的实验电路来进一步说明：当开关SA断开时，电磁继电器的线圈无电流流过，线圈没有磁场产生，电磁继电器处于“释放”状态，其常开触点断开、常闭触点闭合，灯泡H1不亮、H2亮。当开关SA闭合时，电磁继电器的线圈中有电流流过，线圈产生磁场吸合内部衔铁，使电磁继电器处于“吸合”状态，其常开触点闭合、常闭触点断开，结果灯泡H1亮、H2熄灭。可见，电磁继电器是一种利用电磁原理来控制触点开关通、断的器件，它一般是用一种电回路去控制另一种电回路，这也是“继电器”一词的来历，，电磁继电器的最大特点是：可以实现用较小的电流去控制较大的电流，用低电压去控制高电压，用直流电去控制交流电等，同时可以实现控制电路与被控电路之间电气的完全隔离。

外形和种类

常用电磁继电器的外形及分类如图27-3所示。电磁继电器几乎全部都封装在塑料、有机玻璃或金属防尘罩内，有的还是全密封的，以防人体触电或触点氧化。一般小型电磁继电器的密封性要远优于体积较大的继电器，这是因为它们大多数都设计制造成能够直接在印制电路板上焊接、并符合线路板整体清洗要求的产品，从而为使用提供方便。

常用电磁继电器种类很多，按照体积大小不同，可分为图27-3( a)所示的微型、超小型和小型3种；按照封装形式不同，可分为图27-3( b)所示的不能打开外壳的全密封式、能够打开外壳的封闭式和不多见的无外壳敞开式；按照工作电压类型的不同，可分为直流型电磁继电器、交流型电磁继电器和脉冲型电磁继电器。按照触点形式的不同，可分为常开触点电磁继电器、常闭触点电磁继电器和转换触点电磁继电器。按照触点数量的不同，可分为图27-3 (c)所示的单组触点电磁继电器和多组触点电磁继电器两类。多组触点电磁继电器既可以包括多组相同形式的触点，也可以包括多组不同形式的触点，它们可同时动作。

主要参数

选用电磁继电器需要关注的主要产品技术参数有以下几种。
①额定工作电压（电流）。这是指电磁继电器可靠地工作时需要加在线圈两端的电压（或流过线圈的电流）。根据电磁继电器的型号不同，可以是交流电，也可以是直流电。而同一种型号的电磁继电器，往往有多种额定工作电压（电流）以供选择，并在型号后面加规格号来区别。实际应用时，线圈两端所加的工作电压（或流过的电流）一般不允许超过额定工作电压（或电流）的1.5倍，否则会因过热而把线圈烧毁。

②线圈电阻。这是指电磁继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表来测量。对于直流

电磁继电器，线圈电阻与额定工作电压和额定工作电流的关系符合欧姆定律，即线圈电阻一

额定工作电压-÷额定工作电流。

③吸合电压（电流）。这是指电磁继电器能够产生吸合动作的最小电压（电流）。在正常使用时，加在线圈两端的电压（或通过线圈的电流）必须大于吸合电压（电流）、等于额定工作电压（电流），这样才能保证电磁继电器稳定可靠地吸动。吸合电压为额定工作电压的60% - 85%。

④释放电压（电流）。这是指电磁继电器产生释放动作时所允许残存于线圈两端的最大电压（电流）。当电磁继电器在吸合状态下的线圈工作电压（或电流）减小到一定程度时，电磁继电器就会恢复到未通电的释放状态。释放电压（电流）要远小于吸合电压（电流）。

⑤触点负荷。也称触点容量，这是指电磁继电器的触点在切换负载时所能够承受的最大电压和电流值，它决定了触点控制负载的能力。例如，JRX-11型电磁继电器的触点负荷为直流1A×28V或交流0.5A×220V。使用中通过触点的电流、电压均不应超过规定值，否则会烧坏触点，造成电磁继电器的损坏。一个电磁继电器的多组触点的负荷一般都是相同的。

型号命名

国产电磁继电器的型号命名一般由5部分组成，其格式和含义如图27-4所示。第1部分用字母“J”表示“继电器”主称。第2部分用字母表示功率或形式，其中“W”表示微功率，“R”表示弱功率， “Z”表示中功率， “Q”表示大功率， “M”表示磁保持， “P”表示高频率，“L”表示交流，“S”表示时间，“U”表示温度。第3部分用字母表示外形特征，其中“w”表示微型（最长边尺寸≤10mm）， “C”表示超小型（最长边尺寸≤25mm），“×”表示小型（最长边尺寸≤50mm）。第4部分用1-2位阿拉伯数字表示产品序号。第5部分用字母表示封装形式，其中“F”表示封闭式，“M”表示密封式，无字母说明是敞开式。例如，JRW-5M为弱功率微型密封式电磁继电器，JZC-21F为中功率超小型封闭式电磁继电器，JQX-4为大功率小型敞开式电磁继电器。

实际上有的厂家生产的电磁继电器，其型号命名并不完全遵循上面的规则，有些采用“HG××××”格式命名（如：HG4100、HG4088、HG4099等），有些则按厂家自己制订的标准命名。尤其是合资企业生产的产品，多直接采用了国外型号。因此，市场上电磁继电器产品的型号可谓五花八门，令人无规律可循。其实在业余条件下选择和使用同一类型的电磁继电器时，大可不必对型号追根问底，只要产品的主要参数符合需求就行了。

表27-1给出了几种常用国产电磁继电器的型号及性能参数，仅供参考。其中“触点形式”中字母的含义为：H表示常开触点（动合触点），D表示常闭触点（动断触点），Z表示转换触点。字母前面的数字表示触点组数。例如，2HID表示有两组常开触点和1组常闭触点；32表示有3组转换触点。需要说明的是，不同厂家生产的同一型号的产品，其触点负荷往往有所不同，使用时应以厂家产品说明书为准。

表27-1 几种常用国产电磁继电器的性能参数
类别	型号	规格代号	线圈电阻（Ω）	电参数			触电负荷	触电形式	外形尺寸（mm）	消耗功率（W）
类别	型号	规格代号	线圈电阻（Ω）	额定电压（V）	吸合电压或电流	释放电压或电流	触电负荷	触电形式	外形尺寸（mm）	消耗功率（W）
微型电磁继电器	JRW- 6M	RG4.553.364	75	5	≤ 3.2V	≥0.4V	27V×0.5A （直流）	2Z	Φ8.6×10.5 （不含引脚）	≤0.43
		RG4.553.363	120	6	≤4.OV	≥0.6V
		RG4.553.362	550	12	≤8	≥1.2V
		RG4.553.361	1700	27	≤17.OV	≥2.7V
	JRW一 130M	5	125	5	≤2.8V	≥0.23V	27V×2A （直流）	1Z	Φ8.51×9 53 （不合引脚）	≤0.2
		6	255	6	≤3.5V	≥0.28V
		9	630	9	≤5.3V	≥0.54V
		12	1025	12	≤7.OV	≥0.63V
		18	2300	18	≤10.5V	≥0.91V
		27	4000	27	≤14.2V	≥1.37V
超小型电磁继电器	JRC一 21F	HG4100.003	25	3	≤2.2V	≥0.3V	24V×1A （直流）	1Z	15×10 2×10 （不合引脚）	≤0.45
		HG4100.006	100	6	≤ 4.5V	≥ 0.6V
		HG4100.009	220	9	≤6.7V	≥0.9V
		HG4100.012	400	12	≤9V	≥1.2V
		HG4100.024	1600	24	≤18V	≥2.4V
	JZC- 7F	HG4099.003	25	3	≤2.2V	≥0.3V	24V×1A （直流）	2Z	21×16 5×15 （不合引脚）	≤0.36
		HG4099.006	100	6	≤4.5V	≥0.6V
		HG4099.009	220	9	≤ 6.7V	≥ 0.9V
		HG4099.012	400	12	≤9V	≥1.2V
		HG4099.024	1600	24	≤18V	≥2.4V
	JQC- 3FA	T73.003	25	3	≤2.1V	≥0.3V	24V×5A （直流）、 120V×5A （交流）	1Z	22×15 8×16 （不合引脚）	≤0.36
		T73.005	70	5	≤3.5V	≥0.5V
		T73.006	100	6	≤4.2V	≥0.6V
		T73.009	225	9	≤6.3V	≥ 0.9V
		T73.012	400	12	≤8.4V	≥1.2V
		T73.024	1600	24	≤16.8V	≥2.4V
		T73.048	6400	48	≤33.6V	≥4.8V
小型电磁继电器	JRX一 13F	SRM4.523.037	300	12	≤20mA		48V×0.25A （直流）、 110V×0.3A （交流）	2Z	35×20×26 （不含引脚）	≤0.4
		SRM4.523.036	700	18	≤13mA
		SRM4.523.038	1200	24	≤9.5mA
		SRM4.523.035	4600	48	≤6mA	3mA
	JQX- 1F Jax- 4F	RJ4.523.073	25	6	≤4.1V		28V×5A （直流）、 250V×5A （交流）	3Z	40×35×48 （不合引脚）	≤1.5
		RJ4.523.072	90	12	≤8.2V
		RJ4.523.071	150	16	≤11.0V
		RJ4.523.061	450	24	≤17.0V
		RJ4.523.060	900	36	≤25.0V
		RJ4.523.059	1500	48	≤33.0V
		RJ4.523.058	2500	60	≤43.0V
		SRM4.500.092	110	6	≤40mA	≥8mA	220V×3A （交流）	4H、 122H、 22	45×30×55 （不合引脚）	≤0.5
		SRM4.500.093	450	12	≤20mA	≥4mA
		SRM4.500.094	1800	24	≤10mA	≥2mA
		SRM4.500.095	7200	48	≤5mA	≥1mA

产品标识

电磁继电器具有两个线圈引脚和若干个触点引脚，非密封型和透明外壳的产品引脚可直接观察识别。密封型电磁继电器一般会将引脚示意图标示在外壳上，如图27-5 (a)所示。只带一组转换触点的电磁继电器，是应用最普遍的产品，它有常开触点、常闭触点和公共动触点（转换触点）3个触点引脚，加上线圈的两个引脚，这种电磁继电器总共有5个引脚，并且多按照图27-5 (b)所示的脚位排列。电磁继电器的外壳上一般均标出型号、主要参数、生产厂家标识等，如图27-5 (c)所示，这为识别和使用提供了方便。如果需要了解更详细的参数和性能特点等，需要查阅厂家产品说明书或电磁继电器产品手册等。

电磁继电器品种繁多，其引脚数目有多有少，引脚排位各不相同，使用时只能根据产品外壳上给出的引脚图标或产品说明书提供的脚位图获得具体的引脚排列状况。图27-6给出了一些常用电磁继电器的引脚排位底视图（其符号含义参见图27-7），供使用者参考。对于标识不清楚，也无法打开外壳观察引脚排列及触点形式的电磁继电器，可借助万用表欧姆挡进行测试，并作出正确判断。

另外，常用的电磁继电器按线圈供电方式不同，可分为交流电磁继电器与直流电磁继电器两种，直流电磁继电器外壳上所标出的额定工作电压值前面或后面一般还标有“DC”（直流）字符，参见图27-5( c)，而交流电磁继电器上则标有“AC”（交流）字符。对于

非密封的产品，还可观察铁芯顶端是否嵌有一个铜制的短路环，有铜环者为交流电磁继电器，无铜环者则为直流电磁继电器，依此也可将两者区分开。

电路符号

电磁继电器在电路图中的表示符号如图27-7所示。需要说明的是：这种电路符号是所有触点式继电器通用的符号。电磁继电器的

图形符号包括线圈和触点两部分，线圈用带两根引线的方框来表示，方框内标出文字符号K（旧符号为J）；触点的图形符号有常开触点、常闭触点和转换触点3种，文字符号通常用KH、Ko和Kz来表示，触点符号在电路图中所反映的状态是指线圈未通电的原始状态。

电磁继电器一般只有一个线圈，但其触点有时根据需要可设置为多组．，在电路图中触点（通常只画出与控制电路有关的触点）既可以画在线圈图形符号的旁边，也可以根据需要将若干触点分散画在远离该线圈图形符号的地方，以方便电路图的整体布局和绘制。当同一个电路图中出现多个电磁继电器时，可按习惯在文字符号中加入数字编号，以区分不同电磁继电器及其触点。

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