問題1、水銀濕式舌簧繼電器的工作原理？相比干簧繼電器的優點？工作原理：在毛細作用下水銀通過動簧片的細槽上升到靜觸點，在靜觸點表面形成導電薄膜。動觸點在電磁吸力的作用下進行接通和斷開的轉換操作。優點：

斷開容量大、接觸電阻小、耐壓高、觸點無回跳、壽命長、轉換深度大、控制系數大等。2/5/20231問題2、鐵氧體剩磁舌簧繼電器的工作原理？當兩個勵磁線圈同時通以相同極性和幅值的脈沖（微秒級）時，兩個鐵氧體將并聯磁化至飽和，大部分磁通通過兩舌簧片及其間的氣隙，氣隙中的磁通產生的電磁吸力使兩舌簧片吸合。當兩個線圈中的任意一個通以電流脈沖時，兩個鐵氧體將串聯磁化，此時通過兩舌簧片及其間氣隙的磁通幾乎減小至零，電磁吸力亦幾乎減小至零，兩舌簧片在自身彈力作用下分開，使繼電器釋放。2/5/20232問題3、什么是磁滯回線？什么是回復線？

2/5/20233電器原理及控制技術

鄂鵬Email----2/5/202347.7極化繼電器極化繼電器是一種能夠反映輸入信號極性的繼電器，廣泛應用于各種檢測和控制系統中。一般的直流電磁繼電器是沒有極性的，亦即不能反映線圈電流的方向。這是因為，雖然線圈電流反向后，磁通也隨之反向，但是磁通所產生的吸力的方向卻總是企圖使氣隙減小。極化繼電器則不同，它的工作氣隙內作用有兩個獨立的磁通：其一為由永久磁鐵產生的極化磁通；其二為由工作線圈所產生的控制磁通，其大小和方向取決于工作線圈的電流大小和方向。因此，極化繼電器能反應工作線圈電壓(或電流)的極性(方向)。2/5/202357.7極化繼電器極化繼電器具有以下特點：

(1)能反映輸人信號的極性；

(2)靈敏度高；

(3)動作快；

(4)熱穩定性高；

(5)可多繞組操作；

(6)可制成雙位式、偏倚雙位式、三位式等動作方式；

(7)過載能力強

；

(8)操作頻率高。極化繼電器的主要缺點是觸點的切換容量小，一般體積較大，通常只有一組轉換觸點。2/5/20236當工作線圈通過圖示極性(方向)的電流I時，則I產生的控制磁通將貫穿地通過氣隙和氣隙，使得氣隙中的合成磁通與氣隙中的合成磁通分別為1.工作原理它們將分別對銜鐵產生吸力與式中S——左或右氣隙的截面積。2/5/202372.分類與結構（1）極化繼電器按其調整狀態(銜鐵位置)及工作方式，可分為三類：雙位式(E式)、偏倚雙位式(Y式)和三位式(S式)，如表7.4所示(表中還給出了其繼電特性及特點)。表7.4極化繼電器的三種調整方式2/5/20238雙位式的左、右靜觸點對稱地調整在中間位置(中線)的兩側，銜鐵從一側移向另一側的吸動電流值(絕對值)相同。當工作線圈沒有通電時，銜鐵處于前次動作過后的那一側；當工作線圈中的輸入信號與前次信號極性相反時，銜鐵就將倒向另一側。偏倚雙位式的兩個靜觸點調整在中線的同一側(表7.4中均調整在左側)。當工作線圈中無電流時，銜鐵總是倒向遠離中線的位置，使動觸點與遠離中線的那個靜觸點(表7.4中為靜觸點1)接觸。只有當工作線圈通以某一方向的電流時，銜鐵才會倒向另一側，使動觸點與靠近中線的那個靜觸點(表7.4中為靜觸點2)接觸。三位式的兩個靜觸點也對稱地調整在中線的兩側，但其銜鐵張掛在簧片上或被兩個反力彈簧拉緊。當工作線圈的輸入信號為零時，銜鐵在簧片或反力彈簧的作用下總是穩定地保持在中間位置。當工作線圈通電且電流達到某一值時，銜鐵才偏向一側；若再通入與前次方向相反的電流，則銜鐵將偏向另一側。2.分類與結構2/5/202392.分類與結構(2)極化繼電器按觸點系統(舌片)結構的不同，可分為硬舌片與軟舌片兩類，如下圖所示。(a)硬舌片(b)軟舌片2/5/2023102.分類與結構(3)極化繼電器按其銜鐵的固定與轉動方式，通常可分為兩類：①銜鐵靠簧片固定的極化繼電器；②銜鐵靠軸固定的極化繼電器，如右圖所示。這兩類極化繼電器的銜鐵均由兩片導磁片(電工鋼等)鉚合而成。(a)靠簧片固定(b)靠軸固定2/5/2023112.分類與結構第一類極化繼電器，是將其銜鐵的兩片導磁片中間夾入彈簧片后鉚緊，并將彈黃片固定于吊架上，則當銜鐵偏轉時，彈簧片發生扭轉，從而產生簧片反力。當簧片較硬、反力較大時，就可使極化繼電器成為三位式(S式)；當簧片較軟、反力較小時，極化繼電器即成為雙位式(E式)或偏倚雙位式(Y式)。這種簧片吊架式銜鐵上常固定著軟舌片的觸點系統。第二類極化繼電器，是在其銜鐵的兩片導磁片中間夾入轉軸。這種結構通常只能使極化繼電器成為雙位式；若要做成三位式，則需在銜鐵兩側另加反力彈簧將其拉緊。這類極化繼電器的銜鐵為硬舌片，其動觸點就直接焊在它的上面。2/5/2023122.分類與結構(4)極化繼電器按磁系統結構(永久磁鐵在磁系統中的相對位置)，主要分為三類：串聯磁路、并聯磁路(差動式磁路)、橋式磁路。串聯磁路式磁系統是極化繼電器發展初期采用的結構，其原理圖及等值磁路如下圖所示。(a)原理圖(b)等效磁路靈敏度較低、工作點不穩定2/5/2023132.分類與結構并聯磁路式磁系統是極化繼電器的進一步發展形式。原理圖等效磁路2/5/2023142.分類與結構橋式磁路磁系統是極化繼電器更進一步的發展形式，也是較完善的一種。(a)原理圖(b)等效磁路2/5/2023152.分類與結構另一種橋式磁路如下圖。(a)原理圖(b)等效磁路2/5/2023162.分類與結構另一種橋式磁路如下圖。(a)原理圖(b)等效磁路2/5/2023173、典型極化繼電器極化繼電器主要追求的指標：高靈敏度快速動作因而其觸點系統多采用小的接觸壓力：(2～6)g小的開距：(0.06～0.1)mm，特殊用途也有采用較大開距的。2/5/2023187.8磁保持繼電器國家標準GB2900.17對磁保持繼電器的定義是：保持繼電器(patchingrelay)是在去除激勵量后，仍保持激勵時狀態的一種雙穩態繼電器。以硬磁或半硬磁材料的磁力保持激勵時狀態的稱為磁保持繼電器。前面介紹的雙位式極化繼電器具有這種功能。磁保持繼電器系指觸點容量與一般電磁繼電器相近（比極化繼電器的大）的具有保持功能的繼電器。磁保持繼電器有時又稱為磁閉鎖繼電器或脈沖繼電器。目前，國內生產的磁保持繼電器按其內部結構中使用硬磁或半硬磁材料的不同，劃分成兩大系列品種：帶有永久磁鐵的磁保持繼電器和不帶永久磁鐵、而是含有半硬磁材料的磁保持繼電器。2/5/2023191.帶有永久磁鐵的磁保持繼電器帶有永久磁鐵的磁保持繼電器的結構原理與連接方式如下圖7.46所示。帶有永久磁鐵的磁保持繼電器的結構原理與連接方式如下圖7.46所示。(a)基于線圈電流方向變換而動作的連接(b)差動式連接(c)自保持和復原線圈分開2/5/2023201.帶有永久磁鐵的磁保持繼電器分類根據線圈的連接方式，帶有永久磁鐵的磁保持繼電器可分為三種：第一種是兩個線圈串聯(上圖

(a)）；第二種是差動式連接(上圖

(b))；第三種是將自保持與復原線圈分開(上圖

(c))。2/5/2023211.帶有永久磁鐵的磁保持繼電器特點帶有永久磁鐵的磁保持繼電器的最顯著的特點是，只需在線圈中通以一定方向和大小的電流脈沖，就可以實現工作狀態的轉換，即采用脈沖來驅動，并且在線圈斷電(脈沖消失)后可自保持。采用脈沖驅動的主要優點為：

①節約電能；②使線圈發熱降到最低限度；③可采用過激勵，以便繼電器獲得更快的動作速度。2/5/2023221.帶有永久磁鐵的磁保持繼電器特點靈敏度高動作迅速磁效率高觸點的接觸穩定性好能耐受高的沖擊與振動可靠性高2/5/2023231.帶有永久磁鐵的磁保持繼電器磁保持繼電器的輸入脈沖：簡單的矩形波直流電壓通過電容器對其線圈產生充電或放電的兩種極性相反的脈沖繼電器本身的動斷觸點串接到線圈回路里的信號：在動斷觸點動作后，直流電源即被切斷。2/5/2023242.含半硬磁材料的磁保持繼電器

實際上就是一般的電磁通用繼電器，只不過是將它的鐵心材料由工程純鐵改為半硬磁材料，并盡量減小非工作氣隙及閉合主氣隙磁壓降，以增大剩磁磁通。存在的問題：

當繼電器線圈通過正向脈沖時，繼電器銜鐵吸合并自保持；要使繼電器銜鐵返回釋放位置，必須在線圈中通以反向脈沖，但如果反向脈沖幅值太小，可能不足以消除鐵心中的剩磁而使銜鐵不能釋放，而反向脈沖幅值太大時，又可能使鐵心中產生較大的反向剩磁而使銜鐵不能釋放。

2/5/2023257.9磁電式繼電器磁電式繼電器靈敏度極高。工作原理：（圖7.48）

當動圈3中通入電流后，這個電流就在永磁磁場的作用下受到力的作用，從而產生一轉矩并推動載流動圈3旋轉。當動圈3中的電流達到某一數值而使動圈3轉過一定角度時，動觸點與靜觸點接觸。若將動圈3中的電流減小到某一數值，動圈就將在返回彈簧（圖中未畫出）的反力作用下返回，動靜觸點開始分離；電流減小至零后，動圈就返回至原位。如果將動圈中的電流反向，那么動圈也將會向反方向旋轉。2/5/2023267.9磁電式繼電器磁電式繼電器的特點：靈敏度極高，吸合功率小至1.0E-10W；返回系數高，可達0.99能反映輸入信號的方向（極性），具有一般極化繼電器的作用，但更靈敏具有較好的穩定性觸點材料為白金或金鎳合金，因觸點壓力小，故控制功率低輸入信號應連續平穩變化，因可動部分不能承受沖擊負荷2/5/2023277.9磁電式繼電器磁電式繼電器的分類：外磁式：永久磁鐵位于動圈的外面；內磁式：永久磁鐵位于動圈的里面；動圈式結構：永磁固定、線圈運動；動磁式結構：線圈固定、永磁運動。2/5/2023287.10永磁返回式繼電器永磁返回式繼電器是一種依靠永久磁鐵磁通產生的吸力使銜鐵返回到打開位置的電磁繼電器。工作原理：在磁極A和B之間放一塊永久磁鐵，當線圈斷電、銜鐵打開接近磁極A時，由永久磁鐵產生的磁通使銜鐵吸合于磁極A。當線圈通電時，鐵心中由線圈激磁磁勢所產生的磁通的方向與永磁產生的磁通的方向相反。激磁磁勢所產生的磁通絕大部分通過銜鐵與磁極B之間的空氣隙，使銜鐵受到一個很大的吸向磁極B的電磁吸力的作用，它克服動合觸點的壓力，而使銜鐵迅速達到閉合位置（與磁極B緊密接觸）。永磁鐵起到彈簧的作用。2/5/2023297.11極化磁系統的磁路計算1.差動式極化磁系統(a)磁系統結構(b)等效磁路2/5/2023307.11極化磁系統的磁路計算以B=f(H)表示永磁的回復線。由等效磁路可得：(7.89)(7.90)(7.91)(7.92)式中永磁長度。2/5/2023317.11極化磁系統的磁路計算令,即則式(7.90)(7.91)變為(7.93)(7.94)(7.95)由式(7.89)、(7.94)、(7.95)消去，求得永磁的B與H關系的方程式，再與式(7.92)聯立求解，即可求出永磁的工作點。2/5/2023327.11極化磁系統的磁路計算由式(7.95)(7.94)得將式(7.98)代入上式，有即令有(7.96)(7.97)(7.98)(7.99)2/5/2023337.11極化磁系統的磁路計算令可得即式中S為永磁的截面積。令則式(7.103)可寫成I=0時，式(7.106)變為(7.100)(7.101)(7.102)(7.103)(7.106)(7.107)上式稱為空載特性。2/5/2023347.11極化磁系統的磁路計算由于永磁的工作點在回復線上，故可將表示永磁回復線特性關系的式(7.9)與式(7.106)聯立，求出永磁的工作點(H，B)，即(7.108)2/5/2023357.11極化磁系統的磁路計算也可用作圖的方法求出(H，B)，如圖7.52所示(分和兩種情況)。圖中(7.109)(7.110)2/5/202336圖7.52差動式極化磁系統磁路圖解2/5/2023377.11極化磁系統的磁路計算將式(7.101)代入式(7.105)，再代入式(7.106)，有其原因如下：實際上，單就求解永磁的工作點來說，只要根據式(7.106)畫出斜率為的直線即可；圖7.52中所以畫出了斜率為、的直線，是為了更好地理解式(7.111)與式(7.106)的關系。2/5/2023387.11極化磁系統的磁路計算2.橋式極化磁系統(1)磁系統結構Ⅰ的磁路計算（a）磁系統結構Ⅰ(a)磁系統結構的等效磁路Ⅰ2/5/2023397.11極化磁系統的磁路計算(7.114)(7.115)(7.116)(7.117)(7.118)(7.119)先研究與,與的關系。由式(7.116)、(7.117)得由式(7.114)、(7.115)得(7.120)2/5/2023407.11極化磁系統的磁路計算將式(7.120)代入上式,有即一般故同樣地根據以上兩式,式(7.114),(7.116),(7.118)變為消去,求出表示永磁的H與B關系的方程式(7.121)(7.122)(7.123)(7.124)(7.125)(7.126)2/5/2023417.11極化磁系統的磁路計算由式(7.124),(7.126)得又由式(7.124),(7.126)得式(7.127)乘以減去式(7.128)乘以,并考慮到式(7.125),得即因而由上式及永磁的回復線,可得永磁工作點(H,B)的圖解,如圖7.55所示。(7.127)(7.128)(7.129)(7.130)2/5/2023427.11極化磁系統的磁路計算由式(7.127),(7.128)可求得工作氣隙磁通,(7.131)(7.132)2/5/202343圖7.55橋式磁系統結構I的永磁工作點圖解2/5/2023447.11極化磁系統的磁路計算（2）磁系統結構Ⅱ的磁路計算(b)磁系統結構Ⅱ(b)磁系統結構Ⅱ等效磁路2/5/2023457.11極化磁系統的磁路計算整理后得H和B的關系氣隙磁通(7.133)(7.134)(7.135)(7.139)永磁工作點(H,B)的圖解如圖7.56所示.(7.140)(7.141)2/5/202346圖7.56橋式磁系統結構Ⅱ的永磁工作點圖解2/5/2023477.11極化磁系統的磁路計算（3）磁系統結構Ⅲ的磁路計算(c)磁系統結構Ⅲ(c)磁系統結構Ⅲ等效磁路2/5/2023487.11極化磁系統的磁路計算整理后得H和B的關系氣隙磁通(7.142)(7.143)(7.144)圖7.57給出了永磁工作點(H,B)的圖解(7.145)(7.14