继电器在自动化工程中应用策略分析_杨磊.pdf

工 程 技 术产业创新研究 2023.1 第2 期154作者简介：杨磊，男，内蒙古巴彦淖尔人，工程师，研究方向：电子信息工程。继电器在自动化工程中应用策略分析杨 磊（北京航天新立科技有限公司，北京 100071）摘要：伴随着我国社会经济水平的提升以及科学技术的发展，继电器在自动化工程中的应用标准也愈来愈高，因此，只有进一步加强对继电器的研究，才能够促进其功能的完善与性能的提升，使其在应用中发挥更大的作用。本文章分析了继电器的原理、类型、作用与选择，并基于继电器在自动化工程中的应用展开分析。关键词：继电器；自动化工程；应用虽然继电器这一器件的技术含量较低，体积也相对较小，但在电气工程自动化建设中却具有重要意义。其在低压电器中的应用不仅能够起到保护电路的作用，还能够构建安全、稳定的电力使用的环境，对于电气工程的自动化水平提升奠定了前提基础。一、继电器的概述（一）原理继电器是一个同时具备输入与输出功能的重要电子控制器件，这一器件在应用中主要是基于电流来实现对于电器的控制，其中主要组成的零件有电磁铁、线圈、弹簧和动触点等。继电器在自动化低压电器中的应用，主要是起到开关类似的作用，以此来达到保护电器的运转与线路安全的目的。继电器在实际应用的过程中，能够对输入的变量结构进行细致的捕捉，并且能够准确感知电流大小，以此来实现对电器的自动化控制，避免因输入电流的不稳定而对电器的正常运转以及内部结构造成负面影响1。我国社会经济在近些年来得到了显著的增长，且科学技术也得到了飞速发展，因此继电器的功能在不断更新迭代的过程中也逐渐完善，并在电气工程领域中得到了较为广泛的应用，收获了良好的应用效果。但是，要想将其优势作用充分发挥出来，还需要相关技术人员与专家学者继续深入研究，对其的功能作用进行不断优化，为其在各行业的应用效果奠定基础。（二）类型根据结构特征能够将继电器划分为不同的几种类型，而各类型的继电器应用方向以及作用也存在一定区别，而根据继电器的分类标准来说，主要可以划分为固态继电器、电磁继电器以及热继电器等2。首先从固态继电器来说，这一类型继电器不仅同时具备输入与输出功能，并且分别设置了两个端口，而输入与输出之间的转换主要是靠隔离元件来实现的，固态继电器相比较其他类型的继电器来说是最为复杂的。其次，电磁继电器在实际应用的过程中主要是依赖于电磁铁芯与衔铁之间的吸引特征，从而将输入与输出联系起来的，在使用中二者会同步运转，并且相互之间能够达到促进效果。最后要分析的就是热继电器，这一类型的继电器主要构成元件为双金属片和热元件，其中双金属片这一部件可以被称之为继电器的核心3。而这两个金属片对比下，其膨胀系数、材质都存在明显的区别，当继电器温度偏高时，金属片就会受热出现弯曲现象。热继电器的正常运作同样需要各个元件之间的相互配合。（三）作用继电器在被控制电路当中的应用，能够对电路与电器起到良好的保护作用，从而显著提升电路的安全性。而继电器相较于其他各类电路保护器件，具有便于安装、普遍适用等优势特点。继电器的安装对于操作人员的要求并不高，仅需简单的操作就能完成。因此，继电器这一器件在各行各业的生产中得到了非常广泛的应用，其中不仅包含工业与建筑业的生产建设，同时也会在家庭电路中进行应用来保护电路。伴随着专业人员对于继电器的深入研究，人们对于继电器作用的看法也出现了诸多争议，其中有一批人认为继电器在电路中的使用所能够起到的保护作用成效不明显，同样也有人认为继电器的控制电路中的安装与使用对于电路安全而言是非常必要的4。无论如何，我们都不可否认继电器在自动化低压电器中的应用发挥了不可替代的作用。值得一提的是，继电器在应用中的诸多功能价值仍待进一步深入挖掘。工 程 技 术INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究155首先，继电器的特点主要在于其安全性、快速反应能力、选择性与灵敏性。其中安全性是继电器得以应用的基础性特征，同样是判断继电器是否合格的衡量标准，只有安全性过关的继电器才能够真正达到保护电路的目的。只有保障继电器自身不会出现故障，才能够将这一器件的其他功能价值充分发挥出来。其次，继电器的第二特征就是快速反应能力，也就是能够在较短的时间内解决故障问题。再次，继电器的选择性特征能够为电力系统实现无障碍区域供电提供保障。最后就是继电器在实际应用过程中所展现出的灵敏性，也就是在出现故障时，继电器能够对故障问题以及影响范围等信息迅速做出判断，并即刻作出反应5。继电器在投以使用的过程中，能够通过遥控的方式来为电器的正常运转提供保障，同时还能够对电器运行过程中的输入电流与输出电流进行调节，这样不仅能够为电器的正常运转提供保障，还能够为人们的生活提供较大的便利。另外，继电器能够充分运用小功率与小电流来实现对大功率和大电流的控制。这样不仅能够将继电器的功效全面发挥出来，还能够保障电路的安全。最后，继电器也还能够在应用过程中实现自动遥控以及对线路的有效监测。具体来说，其实自动遥控这一功能并不是继电器本身自带的，而是在其他设备上完成继电器的安装后，所体现出来的遥控作用和检测作用，在此基础上，所构建的程序也就具备了控制电路的功能，其遥控与自动监测功能也就凸显出来6。二、继电器的选择（一）电压额定工作电压是继电器选择中的一个重要衡量参数，它是指控制端输入电路所需要的电压，这个电压可以是交流分为直流，不同类型的继电器电压类型也不同。继电器不需要达到额定电压就能够实现正常吸合，因此吸合电压是指正常吸合的最小电压。设计电路时候为其留足电压，但不能远超额定电压，这样才能保护继电器稳定运转。（二）电阻直流电阻（线圈阻抗）是指继电器中线圈的直流电阻，电阻值的测量工具为万能表。一般接触电阻阻值万能表的测量显示结果为 0，触点阻值越小继电器就越好。而绝缘电阻是判断继电器隔离的重要参数，一般绝缘电阻的阻值为500VDC/100M7。（三）电流吸合电流是指能够支持继电器进行吸合的最小电流，一般继电器的吸合电流必须略大于吸合额定电流，如此方可保证继电器的稳定工作效果。同时在线圈上施加的工作电压也要小于吸合工作电压的 150%，否则线圈会因电流过大而被烧毁；释放电流是指释放动作的电流最大值，当支持继电器吸合状态的电流逐渐减小到某一个值时，继电器就会进入未通电的状态，这时继电器的电流明显吸合电流；触点切换电流是指继电器允许加载的电流，这决定了继电器可以输出电流流量的多少，应用中不要突破这一额定值，不然就容易对继电器中的接点产生损害8。三、继电器在电气工程自动化中的应用（一）电气工程自动化中的测试应用继电器在电气自动工程自动化中的使用，首先必须开展触点检测，由于继电器中的内部触点是这一设备之所以能平稳地工作的最基础的保障，因此触点检测的开展也是为保障继电器在后期使用过程中能够达到良好的使用效果。同时，由于继电器的工作状态直接关系到其内部触点性能，所以开展接点检测也是十分必要的。触点测试相较于这一设备其他性能测试而言，是一种比较特殊的检测方式，这不仅能够对各阶段应用的继电器进行全面性分析，还能够大幅降低继电器故障问题出现的概率。线圈测试针在测试中的应用，能够将继电器的真实阻值直观呈现出来。一般情况下，线圈测试是通过对线圈的检测来检查电能表当中的欧姆档位，而通过对校验数值的分析，则能够将继电器的线路实况与运行效果准确呈现出来。而这一测试的主要目的是检查电流表以及稳定电源等板块的性能。检测过程如下：在继电器中输入适量的电压，并对电流表进行缓慢穿插，根据数据信息来判断电流与电压的实际情况。在进行检测的过程当中，不仅要将电源进行缓慢升高，还要同步判断吸合声、电流数值、吸合电压，并将其记录9。在经过多次测试后，对多的数据进行分权平均值的计算。（二）太阳能设备中的应用伴随着社会经济的发展以及人们生活水平的提升，电力能源的需求量在逐渐增长，与此同时，生态环境的恶化得到了人们的高度重视，并在国家可持续发展战略的号召下逐渐形成了环境保护意识，而电力能源的开发工作也转向了太阳能这一绿色能源的开发。在太阳能发电作业中，继电器同样是其发电设备必不可少的器件。市面上大部分太阳能设备中用到的都是固态继电器，而光伏发电系统当中对于继电器的应用是最为广泛的。光伏发电作为我国电力能源挖掘中的一种全新形式，近些年来在清洁能源的电力生产中的应用范围正在不断扩大。太阳能的主要发电方式就是在先进的科技设备应用下，所构成的矩形光伏发电阵列，而这一设备在捕捉太阳光后，能够将太阳能转化为电能，并利用继电器这一器件来实现对电力的存储，最终将电能传输给蓄电池，或是为相应的负载元件进行供电10。结合蓄电池的使用寿命这一因素进行考虑，对于蓄电池电能的补充就要建立在固定过充值基础上，一旦电能超过充值，就会自动建立起与继电器之间的连接。除此之外，继电器的应用还能够工 程 技 术产业创新研究 2023.1 第2 期156有效降低蓄电池过度放电问题出现概率，通过设定固定的过充值，当达到相应条件后，则自动连接继电器并进行负载供电。（三）自动化系统低压电器中的应用伴随着科学技术的发展，人们对于低压电器的认识也愈发全面，在这一背景下，低压电器在社会生活以及日常生产中的应用也愈发广泛，不仅能够达到预期的工作效率，还能够收获良好的应用成效。而从低压电器的发展情况来看，近些年以来，低压电器呈现出了自动化与智能化的发展趋势，为人民提供了良好的使用感受，并为人民群众的生活水平提升起到了显著的促进效果。但是从低压电器的实际应用情况来分析，要想真正意义上达到自动化的建设水平，就需要提升电压数值的稳定性与精准度，如此才能更好地掌控的继电器的实际电压变化情况，使得低压电器在使用过程中达到自动化水平。详细上来说，就是可以将低压电器中的固态器件更换为可控器件，比如将定量电压接入继电器这一器件中的线圈，这样就能够呈现出带能磁效应，而在这时，电器中的衔铁元件也会在弹簧拉力的作用下返回铁芯，并进一步使得静、动两个触点间出现吸合效果。而在断电后，运行系统当中的电磁作用也会慢慢消失，衔铁也就会回到原来的位置，与动、静触点再次吸合。在这一循环作用下，也就在一定程度上达到自动化通断电流的效果。从继电器这一器件在电气自动化中实际的应用成效来分析，其不仅能为使用者的电能生活提供保障，同时还能够促进使用者生活质量的显著提升。（四）家用电器中的应用家用电器在继电器的应用范围之内，一般情况下，继电器在冰箱等家用电器中多有应用，因为继电器的最大功率能够达到 6KW，并且能够对所有小型元件进行驱动与管理，因此其具有应用环境非常便捷的优势。通常来说，家用电器的使用寿命基本在五年以上，因此根据家用电器中的继电器使用时长来分析，这一器件的使用频率为 200 次以上，并且需要保障其在-4455的温度环境下也能够正常运行。除此之外，微波炉等加热类电器在实际使用中能够达到 65左右的高温，而在这样极端的温度环境下应用继电器时，就必须开展全面性的安全检查工作。（五）工业制造中的应用继电器在工业领域中的使用范围也呈现出了明显的扩张趋势，主要是因为利用机械与电磁原理构成的工作方式，对于继电器的应用优势与特点进行深入性的分析，如此一来还能够为继电器的应用成效以及生产中的用电安全提供保障。因此，相关工作人员就要在应用过程中，精确检测继电器的实际电压环境，通常来说，继电器的直流电压为 1.5KV 左右，而交流电压为 1.2KV 左右。所以，要想为继电器这一器件在工业制造过程中的实际运行效率能够达到相关标准提供保障，就要根据生产的实际需要，灵活选用各种类型的继电器，以此来实现对电路的有效控制。与此同时，在科学技术飞速发展的时代背景下，进一步加强继电器在启动电机、指示灯等先进的电器设备中的应用，充分利用继电器的功能优势，促进工业生产的自动化发展。四、结语在社会发展步伐不断加快背景下，电气工程自动化建设中对于继电器的应用也愈发广泛，继电器的应用不仅能够保障其电路安全，还能够有效降低安全事故出现概率。因此，继电器的应用与发展还需要广大专家学者进行深入研究，挖掘其更多功能作用，使其能够更好应用于自动化工程中，促进自动化水平的提升。参考文