發布日期：2022-10-11 點擊率：189 品牌：組態王_Kingview
繼電器線圈是銅線在有鐵芯的線軸上纏繞多次。當線圈中產生足夠大的電壓時，線圈和纖芯就會產生磁性，吸引電樞。電樞又控制觸點移動。根據導線的總長度及其單位橫截面積，線圈會對電流流動表現出一定大小的電阻。根據歐姆定律，對于給定的電阻量，電流與電壓成正比。也就是說：
因此，具有 120 歐姆電阻的 12 VDC 線圈可吸引 0.1 安培電流。某些繼電器線圈接受直流電壓，而另一些繼電器線圈接受交流電壓。DC（直流）電壓具有恒定不變的值。在任何給定時刻，12 VDC 電源的電壓正好為 12 伏特（誤差通常為零點幾伏特）。（見圖 1A）
圖 1a 直流電壓波形
相反，AC（交流）電壓的值不斷變化。正如 Siemens Electromechanical Components 自學系列第 2 課“了解繼電器”中所指出，舉例來說，在任何給定時刻，120 VAC 線路上的電壓正發生變化。（見圖 1B）也就是說，電壓從零開始，增大至 AC（交流）電壓，然后又反過來，值不斷變化。正如 Siemens Electromechanical Components 自學系列第 2 課“了解繼電器”中所指出，舉例來說，在任何給定時刻，120 VAC 線路上的電壓正發生變化。（見圖 1B）
圖 1b 交流電壓波形
也就是說，電壓從零開始，增大至峰值，減至零，跨過零，向相反方向增大至峰值，然后再次減至零。此過程不斷重復。
假設此 120 VAC 將轉換為 12 伏特，并在整個 12 VDC 線圈上施加。線圈電流的測量表明，將在線圈（及其相關電路）中流動的電流比根據歐姆定律計算的電流要小得多。線圈電流的這種減小是線圈對交流呈現阻抗的結果。（阻抗是電感的函數，僅在交流通過時才存在。）
為了運行電樞，繼電器線圈中必須生成一定的功率。由于功率是電流平方與電阻的乘積 (P = I2 R)，因此線圈中生成的功率將顯著低于繼電器正常運行所需的功率。要生成所需的功率，線圈電壓必須增大至保證足夠電流的值。
從理論上講，交流可用于運行直流繼電器。然而，在現實中，這樣做不切實際。由于交流每半周期降至零（對于 60 周期電壓，每秒 120 次降至零），繼電器電樞往往每半周期釋放一次。電樞的這種持續運動不僅會導致發出可聽見的“嗡嗡聲”，而且會導致觸點在電樞移動時打開和閉合。
為了從交流運行繼電器，繼電器制造商在鐵芯頂部使用名為著色環（或著色器線圈）的器件。（見圖 2）。在著色環的作用下，鐵芯一部分中產生的磁性有些滯后于鐵芯其余部分的磁性。也就是說，鐵芯一部分的磁性與其余部分的磁性之間存在輕微的相移。因此，當未著色鐵芯磁能每半周期降至零時，磁能每半周期降至零，仍存在于鐵芯著色部分的磁能保持電樞密封。當著色部分的能量降至零時，線圈和未著色鐵芯磁能隨著電流值的增大而開始再次增大。
圖 2 交流線圈使用著色環來防止當磁能在每個交流半周期降至零時釋放繼電器電樞
“著色”R10 系列（交流線圈）繼電器
R10 繼電器和同類競爭產品使用一種對線圈著色的獨特方法。如圖 3 所示，當線圈頂部的交流電壓變為負值時，二極管 M1 通過線圈的下半部分傳導電流。
“著色”R10 系列（交流線圈）繼電器
R10 繼電器和同類競爭產品使用一種對線圈著色的獨特方法。如圖 3 所示，當線圈頂部的交流電壓變為負值時，二極管 M1 通過線圈的下半部分傳導電流。
圖 3 - R10 系列交流線圈使用整流二極管和“雙線圈”配置來防止每半周期釋放電樞。
由于 M1 與線圈的上半部分并聯，因此線圈上半部分不存在電流。然而，由于磁化一半的線圈和由此產生的鐵芯磁性，線圈的上半部分會產生磁能。這種磁能有些滯后于線圈的導電一半，正如剛才所述，用于在電流降至零時使電樞保持就位。
當交流電壓反向時，二極管 M2 導電，而 M1 關斷。線圈電流現在位于線圈的上半部分，并且產生的磁性具有與前半周期中剩余磁性相同的磁極。因此，電樞沒有機會釋放。與以前一樣，線圈的非導電部分用作著色器，使電樞保持就位。二極管可與繼電器線圈串聯使用，用于調節交流電壓。但是，二極管絕不能與交流電路中的線圈并聯放置。這樣做會導致二極管導電，而不是繼電器導電，因為二極管上的電壓為負。（此外，二極管第一次導電時將遭破壞，因為沒有東西和它串聯來限制電流。）
“著色”R10 系列（交流線圈）繼電器
R10 繼電器和同類競爭產品使用一種對線圈著色的獨特方法。如圖 3 所示，當線圈頂部的交流電壓變為負值時，二極管 M1 通過線圈的下半部分傳導電流。
圖 3 - R10 系列交流線圈使用整流二極管和“雙線圈”配置來防止每半周期釋放電樞。
由于 M1 與線圈的上半部分并聯，因此線圈上半部分不存在電流。然而，由于磁化一半的線圈和由此產生的鐵芯磁性，線圈的上半部分會產生磁能。這種磁能有些滯后于線圈的導電一半，正如剛才所述，用于在電流降至零時使電樞保持就位。
當交流電壓反向時，二極管 M2 導電，而 M1 關斷。線圈電流現在位于線圈的上半部分，并且產生的磁性具有與前半周期中剩余磁性相同的磁極。因此，電樞沒有機會釋放。與以前一樣，線圈的非導電部分用作著色器，使電樞保持就位。二極管可與繼電器線圈串聯使用，用于調節交流電壓。但是，二極管絕不能與交流電路中的線圈并聯放置。這樣做會導致二極管導電，而不是繼電器導電，因為二極管上的電壓為負。（此外，二極管第一次導電時將遭破壞，因為沒有東西和它串聯來限制電流。）
“著色”R10 系列（交流線圈）繼電器
R10 繼電器和同類競爭產品使用一種對線圈著色的獨特方法。如圖 3 所示，當線圈頂部的交流電壓變為負值時，二極管 M1 通過線圈的下半部分傳導電流。
圖 3 - R10 系列交流線圈使用整流二極管和“雙線圈”配置來防止每半周期釋放電樞。
由于 M1 與線圈的上半部分并聯，因此線圈上半部分不存在電流。然而，由于磁化一半的線圈和由此產生的鐵芯磁性，線圈的上半部分會產生磁能。這種磁能有些滯后于線圈的導電一半，正如剛才所述，用于在電流降至零時使電樞保持就位。
當交流電壓反向時，二極管 M2 導電，而 M1 關斷。線圈電流現在位于線圈的上半部分，并且產生的磁性具有與前半周期中剩余磁性相同的磁極。因此，電樞沒有機會釋放。與以前一樣，線圈的非導電部分用作著色器，使電樞保持就位。二極管可與繼電器線圈串聯使用，用于調節交流電壓。但是，二極管絕不能與交流電路中的線圈并聯放置。這樣做會導致二極管導電，而不是繼電器導電，因為二極管上的電壓為負。（此外，二極管第一次導電時將遭破壞，因為沒有東西和它串聯來限制電流。）
“著色”R10 系列（交流線圈）繼電器
R10 繼電器和同類競爭產品使用一種對線圈著色的獨特方法。如圖 3 所示，當線圈頂部的交流電壓變為負值時，二極管 M1 通過線圈的下半部分傳導電流。
圖 3 - R10 系列交流線圈使用整流二極管和“雙線圈”配置來防止每半周期釋放電樞。
由于 M1 與線圈的上半部分并聯，因此線圈上半部分不存在電流。然而，由于磁化一半的線圈和由此產生的鐵芯磁性，線圈的上半部分會產生磁能。這種磁能有些滯后于線圈的導電一半，正如剛才所述，用于在電流降至零時使電樞保持就位。
當交流電壓反向時，二極管 M2 導電，而 M1 關斷。線圈電流現在位于線圈的上半部分，并且產生的磁性具有與前半周期中剩余磁性相同的磁極。因此，電樞沒有機會釋放。與以前一樣，線圈的非導電部分用作著色器，使電樞保持就位。二極管可與繼電器線圈串聯使用，用于調節交流電壓。但是，二極管絕不能與交流電路中的線圈并聯放置。這樣做會導致二極管導電，而不是繼電器導電，因為二極管上的電壓為負。（此外，二極管第一次導電時將遭破壞，因為沒有東西和它串聯來限制電流。）
圖 3 R10 系列交流線圈使用整流二極管和“雙線圈”配置來防止每半周期釋放電樞
由于 M1 與線圈的上半部分并聯，因此線圈上半部分不存在電流。然而，由于磁化一半的線圈和由此產生的鐵芯磁性，線圈的上半部分會產生磁能。這種磁能有些滯后于線圈的導電一半，正如剛才所述，用于在電流降至零時使電樞保持就位。
當交流電壓反向時，二極管 M2 導電，而 M1 關斷。線圈電流現在位于線圈的上半部分，并且產生的磁性具有與前半周期中剩余磁性相同的磁極。因此，電樞沒有機會釋放。與以前一樣，線圈的非導電部分用作著色器，使電樞保持就位。二極管可與繼電器線圈串聯使用，用于調節交流電壓。但是，二極管絕不能與交流電路中的線圈并聯放置。這樣做會導致二極管導電，而不是繼電器導電，因為二極管上的電壓為負。（此外，二極管第一次導電時將遭破壞，因為沒有東西和它串聯來限制電流。）
交流繼電器上的直流
正如從交流運行直流繼電器不切實際一樣，從直流運行交流繼電器同樣不切實際。但在緊急情況下，如果采取某些預防措施，可從直流運行交流繼電器。第一項預防措施是在繼電器鐵芯和電樞之間提供某種類型的剩余斷路，以防止在線圈電源斷開后，由于鐵芯中仍存在任何明顯的剩磁而導致電樞“粘連”。應采取的第二項預防措施是確保使用的直流電壓量小于線圈的交流電壓額定值。
關于剩余斷路，交流繼電器的結構使其在電樞固定到位時會以物理方式（磁性）接觸鐵芯。（在直流繼電器上，電樞中的一個小型銅插針可以有效地防止電樞與鐵芯進行磁接觸。）只要交流繼電器在交流電壓下運行，釋放線圈功率后，剩磁就能保持電樞就位。但是，當交流繼電器在直流電壓下運行時，剩磁可能無法保持電樞就位。至少，鐵芯中存在剩磁會導致繼電器的釋放電壓降低。
為了消除剩磁的影響，可將一小片聚酯薄膜膠帶粘在交流繼電器鐵芯的頂部。這種膠帶非常耐用，可持續進行數百次（甚至數千次）操作。膠帶的厚度應為 0.002" 至 0.004"。
關于所需的線圈電壓降低，請考慮 KR 系列繼電器線圈。12 VAC 線圈的直流電阻為 24 歐姆。根據歐姆定律，12 伏特除以 24 歐姆等于 0.5 安培。然而，正如 KR 數據手冊中指出，線圈實際上只吸引了 0.168 安培！（這是線圈阻抗的結果。）此 0.168 安培使線圈產生足夠的功率來執行其預期工作。但是，0.5 安培將導致產生 6 瓦特的功率。這遠遠超過了允許的最大值。因此，線圈會過熱，導線絕緣層會脫落。然后各匝線圈會一起短路。線圈會吸引更多電流，最終完全燒壞。
要在直流電路中使用交流線圈，需要將直流電壓量降低至確保線圈功率在最大限制內的值。同樣請考慮 KR。該開放式裝置的最大額定功率為 4 瓦特。確定與直流電阻為 24 歐姆的 12 VAC 線圈一起使用的直流電壓量：
因此，直流電壓不能超過 9.8 伏特。由于數據手冊將使用直流電壓時的吸起值列出為額定值的 75%，因此本例中的直流電壓不得低于 7.35 伏特。
使用整流的交流來運行任何繼電器線圈時，建議使用濾波。如圖 4A 所示，經整流但未濾波的交流具有電壓峰值和谷值，即最大值和最小值。如果最小值應為額定電壓的 75% 或更少，則電樞可能會移動。如圖 4B 所示，濾波消除了波動。因此，經整流和正確濾波的交流將沒有明顯的波動。
圖 4a 經整流但未濾波的交流電壓有波動存在
圖 4b 經整流和正確濾波的交流沒有明顯的波動
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