如何使用继电器控制线性执行器?

什么是中继?

一个 中继 是一种电磁开关,可以用较小的电流操作以打开和关闭较大的电流。继电器由两个隔离的电路组成,一个控制电路用于控制开关,另一个电路包含开关。当控制电路通电时,电流流过线圈,线圈产生磁场,该磁场用于打开和关闭开关 [1]。该磁场是通过电子(电流)通过金属丝而产生的 [2] 当电子流通过线圈时会增强 [3].

中继的工作方式:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html

由于继电器是开关,因此它们也由基于极数和掷数的操作方式来定义。极数是指内部电路的数量,掷数是指接通位置的数量。像开关一样,您可以获得单刀单掷(SPST)的继电器, 单刀双掷 (SPDT),以及 双刀双掷 (DPDT)。继电器的输出连接将根据线圈通电时是断开还是闭合来标记。线圈不通电时的连接称为常闭(NC),线圈通电时的连接称为常开(NO)。

继电器类型  

继电器允许我做什么?

继电器使您可以用较低的电压电路控制较大的电气负载。由于继电器由两个隔离的电路组成,因此,由于两个电路在物理上是隔离的,因此可以保护较低电压的组件免受较高的电气负载的影响。这消除了从高压组件中超出低压组件额定功率的任何担忧。当您想要控制很大的时候 线性执行器 或一系列低压执行器 开关。但是与开关不同,继电器不需要用户的物理输入,而是允许您使用电信号控制系统。这意味着您可以使用传感器的输出或微控制器(例如 Arduino的.

我需要哪种类型的继电器来控制线性执行器?

您不能直接用继电器控制线性执行器,因为您需要另一个组件来使线圈通电以控制内部开关。但是,由于给线圈通电的输入非常简单,只需驱动电流流过线圈,本节将重点介绍线性致动器的设置,并根据您的意愿选择如何给线圈通电。

DPDT继电器接线为了能够使用继电器来伸缩线性执行器,您将需要能够切换到执行器的输入电压的极性。这将使您可以选择使用DPDT继电器还是使用两个SPDT继电器。的 DPDT继电器 将由8个连接器组成; 2个用于线圈,4个用于开关的输入端,2个在开关的输出端。与DPDT开关一样,您将需要将执行器连接到4个输入连接器,翻转正极和负极引线,或者连接到2个输出连接器,并将电源连接到4个输入连接器,翻转正极和负极。负面线索,如上图所示。由于仅使用一个继电器,因此只需要一个输入信号即可控制继电器。当线圈通电时,将导致执行器伸出,而当线圈未通电时,执行器将缩回。这意味着没有关闭位置,将需要您使用带有内部限位开关的线性执行器,以在达到极限时关闭执行器。使用此配置,您将要确保将起始位置(无论是完全伸展还是完全缩回)连接到继电器上的NC连接,因为这将确保在控制系统发生故障并断电时系统不会意外移动线圈。如果您的确有一个带有内部限位开关的线性执行器,并且只要求执行器完全伸出或完全缩回,则此设置可能适合您的应用,但如果不行,则需要使用其他配置。

DPDT中继设置

如果您需要线性执行器停在完全伸出和完全缩回位置之间,则需要利用两者 SPDT继电器 组态。在此配置中,两个继电器用于翻转线性致动器的电压极性以及断开致动器的电源。您需要将两个继电器的NC连接都连接到电源的接地,因为这将确保在控制系统发生故障并使线圈断电时致动器不会移动。要使用此设置控制执行器,您需要给一个继电器通电以使执行器伸出,而另一个继电器回缩,如下所示。您需要确保两个线圈都不会同时通电。您可以对四个SPST继电器使用类似的设置,其中两个继电器用于接地,两个继​​电器用于电源连接,但是实际上没有任何理由在两个SPDT继电器配置上使用该设置,尤其是当您获得一个 继电器模块.

 SPDT继电器接线

 

最后,在购买所选继电器之前,您需要确保其规格能够满足您的设计需求。继电器的规格与开关相似,但继电器的线圈和开关侧均具有额定功率。通常,您会看到开关的额定功率以交流电或直流电的安培数和电压给出,例如:16A 250V AC,而对于线圈,它可能只是电压,如您通常所希望的那样。不会通过线圈驱动大电流。像开关一样,这些是继电器可以承受的最大电压和电流,应高于应用的电压和电流。

局限性

用继电器控制线性致动器与用开关控制线性致动器有相似的局限性。首先,如果要分别控制两个执行器,则需要使用更多的继电器。您也将无法调整线性执行器的速度。您将只能控制执行器的行进方向。最后,您将无法利用执行器的反馈,该反馈可用于更精确地定位执行器。

尽管它们有一些局限性,但与机械开关相比,继电器具有两个主要优点。首先是能够通过电输入来控制它们的能力,这使您可以通过微控制器或传感器来控制执行器。其次,继电器将较重的电气负载与低压组件隔离开来,从而保护了它们。虽然,与开关相比,继电器确实需要使用更复杂的电路来控制线性执行器。它们提供的优势使您可以在设计中实现更多自动化,并可以控制更大的电气负载。

  1. Woodford,C.(2019年6月)。 继电器。取自:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
  2. Krantz,D.(2020年)。 中继如何工作?取自:https://www.douglaskrantz.com/ElecHowDoesARelayWork.html
  3. 电子教程(2020)。电磁学取自:https://www.electronics-tutorials.ws/electromagnetism/electromagnetism.html
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