[科普中国]-电磁控制

概述

电磁控制装置主要有两大类：接触器和继电器。虽然目前某些继电器并没有电磁机构及活动触点，但是一般仍将这类继电器归于电磁控制装置。

继电器和接触器的工作原理基本一致，主要区别是开断电流的容量不同。继电器控制的开断电流较小，一般在25A以下，因而主要用于控制普通电路。接触器控制的开断电流较大，有的能达到1000A以上，主要用于实现远距离接通和断开大电流电路。1

继电器继电器是具有隔离功能的自动开关元件，能够自动和远距离地操纵开关器件。它实际上是用小电流去控制大电流T作的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，较早在飞机上得到了广泛应用，如电源、空调、起落架、燃油、照明、飞行操纵等都需要用到继电器。

电磁继电器电磁继电器一般由铁心、线圈、衔铁、触点簧片等组成。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返回弹簧的拉力而吸向铁心，从而带动衔铁的活动触点与常断触点吸合，使主电路接通。当线圈断电后，电磁铁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧恢复的作用下返回原来位置，使活动触点与常断触点断开，主电路断开。这样通过电磁铁的吸合和断开就实现了主电路开通和关断的目的。对于继电器的“常通”、“常断”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的触点，称为“常断触点”，处于接通状态的触点称为“常通触点”。飞机上应用的电磁继电器多为直流继电器，即控制电流为直流电。

极化继电器极化继电器是一种特殊形式的电磁继电器，与电磁继电器的主要区别是能够反映输入信号的极性。

通过线圈的电流方向不同，衔铁的动作方向也不同，因而极化继电器具有方向性，可以应用在需要反映输入极性的场合。

当线圈不通电时，衔铁理论上应该处于中立位置。但是实际上，这个位置是极不稳定的，受到外界干扰时就会出现偏移，如向左偏移。向左偏移后，由于永久磁铁的吸力，活动触点就会与固定触点吸合。向右偏移也类似。

按电流方向通电后，根据右手定则，左端为N极。同性相斥，活动触点就会往右运动，并与右边的固定触点吸合。如果需要与左侧固定触点吸合，只需要施加相反的电流即可。

固态继电器固态继电器(Solid State Relay，SSR)是用半导体器件代替传统机械触点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，能够实现强弱电之间的隔离。早期的固态继电器多用分立元件制成，随着电子技术的发展，如今已广泛使用集成化的固态继电器。

固态继电器除了与电磁继电器具有相同的功能外，由于没有活动触点，因此固态继电器寿命更长。其优点还有体积小，灵敏度高，耐振动，工作时无噪声，并且能方便地与TTL、COMS等电子线路相兼容等。

固态继电器也有一些缺点，如导通后的管压降大，不能实现良好的电气隔离，易受温度和辐射的影响，抗过载能力差等。由于管压降大，导通后的功耗和发热量也较大，同功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。

混合继电器混合继电器是将固态继电器与电磁继电器二者组合而成的继电器，利用固态继电器作为反应机构，电磁继电器作为执行机构。混合继电器不仅极大地提高了继电器的灵敏度，使它可直接由逻辑电路控制，并且还具有了电磁继电器的某些固有特点，如输入与输出之间高隔离、低接触电阻、承受大电流和过载能力增强、易实现多组转换等。当然，混合继电器同时也具有固态继电器和电磁继电器二者的缺点，如固态继电器易受温度和辐射影响，电磁继电器的动作慢、触点污染等。1

接触器接触器的主要作用是远距离地接通、断开和转换交、直流主电路或大容量控制电路。它可以安装在飞机的任何位置，飞行员通过驾驶舱内的控制开关控制接触器线圈电路，产生电磁力，间接控制大电流的接通和断开。

单绕组接触器单绕组接触器只有一个工作绕组。线圈未通电时，活动铁心在返回弹簧的作用下带动活动触点与固定触点分开。此时主电路断开。线圈通电后，电磁铁产生的磁力大于返回弹簧的弹力。使活动触点和固定触点相接触，主电路接通。当线圈断电以后，在返回弹簧的作用下，活动铁心将回位，主电路再次断开。

双绕组接触器双绕组接触器与单绕组接触器相比，最大的区别是具有两个绕组：吸合绕组和保持绕组，分别起吸合和保持的作用。

线圈通电后，保持绕组被短接，此时只有吸合绕组工作。吸合绕组导线粗，电阻小，因此电流大，能产生较大的电磁吸力．可将触点接通，从而接通主电路。当触点接通以后，辅助接触点会在铁心的作用下被顶开，这时，保持绕组不再处于短路状态，电流将通过吸合绕组和保持绕组。由于保持绕组串联进了线圈，因此线圈的电阻会增大，电流会减小，这时接触器就能以较小的电流维持触点的接通状态。

磁闭锁式接触器磁闭锁式接触器能够在磁铁作用下使已吸合触点长久保持吸合状态，以节约电能，减少损耗。

磁闭锁式接触器具有两组线圈：吸合线圈和跳开线圈。当线圈都不通电时，永久磁铁的磁通只有部分通过铁心(如图中虚线所示)，不产生吸力，铁心不动作。吸合线圈通电后，线圈磁通将产生足够大的电磁力．使铁心克服弹簧弹力向下运动，主电路的三对触点将吸合，同时辅助触点使跳开线圈处于预备状态。主电路吸合以后．永久磁铁将会在铁心通过较多磁通，产生大于弹簧弹力的吸力，这时不论吸合线圈是否通电，接触器都将保持在吸合位置。

当跳开线圈通电后．铁心内将产生与永久磁铁相反的磁通，产生的电磁力与弹簧的弹力共同作用使接触器触点迅速断开，同时吸合线圈处于预备状态，为下一次工作做好准备。

机械闭锁式接触器机械闭锁式接触器通过机械自锁的方式实现吸合线圈断电后保持接触器的状态。其工作可靠性高，长时间工作时不需用电．因而在飞机上应用较广泛。机械闭锁式接触器有两个线圈，吸合线圈和脱扣线圈，通过两个线圈的不同作用实现触点的吸合与断开。

当吸合线圈通电后．将产生足够的电磁力带动活动铁心克服弹簧弹力向下运动，触点闭合以后．活动铁心会被脱扣线圈的活动铁心锁住，吸合线圈断开，同时使脱扣线圈接通，做好准备。这时如果脱扣线圈不通电，接触器将一直处于吸合状态。

当脱扣线圈通电后，脱扣线圈将产生足够的电磁力带动活动铁心克服弹簧弹力向有运动。此时闭锁解除，吸合线圈活动铁心将在弹簧的作用下向上运动，断开触点，同时接通吸合线圈电路，为下一次工作做好准备。1