机电继电器是一种由电磁铁驱动的开关。通过线圈中的微弱控制电流移动一组触点，从而切换一个独立的、通常更大或隔离的电路。继电器广泛应用于工业控制面板中：作为可编程逻辑控制器（PLC）输出与现场设备之间的中介，将一个信号扩展为多个，隔离不同电压，或构建简单的互锁逻辑。本文介绍了继电器的工作原理、如何查看其触点配置和额定参数，以及何时接触器或固态继电器是更好的选择。
继电器的工作原理
- 线圈。 铁芯上缠绕的细铜线。当施加额定电压时，它会变成电磁铁。
- 铁芯。 被磁化铁芯吸引的可移动铁片。它与活动触点机械连接。
- 触点。 当铁芯移动时，活动触点离开常闭（NC）触点并接触常开（NO）触点。
- 复位弹簧。 当线圈断电时，弹簧将铁芯拉回，触点恢复到静止状态。
“常”始终意味着线圈断电的状态。线圈电路与触点电路彼此电气隔离，这也是继电器被使用的主要原因之一。
在实际应用中，有两个线圈参数很重要：吸合（必须动作）电压，此时继电器可靠闭合；以及释放（必须释放）电压，低于此电压时它可靠断开。两者都可在数据手册中找到。如果线圈由电压不稳的电源或长电缆供电，当电压处于这两个值之间时，可能会发生抖动。
机电继电器内部（线圈断电）。
触点配置：极数、换向数和形式
继电器触点由极数（独立切换的电路数）和换向数（每个极可连接的位置数）来描述：
| 标识 | 含义 | 形式 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| SPST-NO | 单极、单掷、常开 | A型 | 线圈通电时接通负载 |
| SPST-NC | 单极、单掷、常闭 | B型 | 线圈通电时中断电路 |
| SPDT | 单极、双掷（换向：公共端、常开和常闭） | C型 | 在两个电路之间切换，或同时提供运行和故障信号 |
| DPDT | 双极、双掷（两个独立的换向触点） | 2C型 | 同时切换两个电路，例如信号的两根线 |
| 3PDT, 4PDT | 三个或四个换向触点 | 3或4C型 | 将一个控制信号扩展为多个 |
C型触点通常为先断后通：公共端在接触常开触点之前先离开常闭触点，因此两个电路永远不会连接在一起。
A、B和C型触点。
触点额定参数：电阻性与感性、交流与直流
继电器上印制的电流通常是其在规定电压下的电阻性负载额定值。实际负载往往对触点的要求更高：
- 感性负载（螺线管阀、接触器线圈、电机）将能量储存在磁场中。当触点断开时，该能量会产生电弧，烧蚀触点表面。感性额定值低于电阻性额定值。
- 电机和灯具负载在开启时会产生很大的浪涌电流，如果继电器规格不足，可能会使触点熔焊。
- 直流负载比交流负载更难断开，因为直流电流没有天然的过零点来熄灭电弧。一个在250 V AC下额定为几安培的继电器，在相同的直流电压下额定值可能要小得多。务必查看数据手册上的直流额定值。
- 低电平信号（毫安级，输入PLC输入）则需要相反的触点：适合干电路的触点，通常采用镀金处理，因为标准银触点可能会形成薄膜，微弱电流无法击穿。
用于切换其他线圈的工业控制继电器通常带有控制级额定值（如B300等字母数字代码），描述其在控制电路中的通断能力。请根据您要切换的线圈核对代码。大多数数据手册还提供两个触点寿命数值：机械寿命（无负载）和额定负载下的电气寿命，后者要短得多。
线圈抑制
继电器线圈本身就是感性负载。当驱动它的电路断开时，磁场崩溃会产生电压尖峰，可能损坏晶体管输出、PLC输出卡或附近的电子设备，并产生电磁干扰。常见的抑制方法包括：
| 方法 | 线圈类型 | 对释放时间的影响 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 续流（反向续流）二极管 | 仅限直流 | 明显减慢释放速度 | 简单有效；极性必须正确，否则会短路电源 |
| 二极管 + 齐纳二极管 | 直流 | 小延迟 | 比普通二极管释放更快，同时仍能钳位尖峰 |
| RC吸收电路 | 交流（及直流） | 小延迟 | 交流线圈中常见；允许少量漏电流 |
| 压敏电阻（MOV） | 交流和直流 | 几乎无延迟 | 在设定电压处钳位尖峰 |
许多继电器和插座提供内置二极管、LED指示灯或RC模块。带有内置二极管的继电器线圈具有极性：反向连接可能会损坏二极管或驱动输出。
插拔式继电器和插座
大多数控制面板继电器均为插拔式，安装在DIN导轨或面板插座上，因此可以使用旧继电器在不拆卸布线的情况下几秒钟内更换。常见系列包括：
- 圆形底座（八角式）继电器，具有8或11个引脚，常用于DPDT和3PDT继电器以及许多插拔式定时器。
- 方形底座“冰块”继电器，具有扁平刀片或PCB式引脚，提供2极和4极版本。
- 超薄接口继电器（仅几毫米宽），成排安装在PLC输入输出旁边。
引脚编号和插座兼容性因制造商和系列而异，因此请将插座与继电器系列相匹配，并查看继电器外壳上印制的接线图。许多插座配有固定夹，可将继电器固定在振动设备中。接线和更换必须由具备资质的人员按照适用的电气规范和制造商说明进行，并确保控制电路隔离。
接触器、继电器与固态继电器
接触器本质上是一种重型继电器，用于切换电机、加热器和照明等动力负载。区别如下：
- 接触器按使用类别（例如AC-3适用于鼠笼式电机）以及电机马力或千瓦进行额定；控制继电器用于控制和控制级任务。
- 接触器具有灭弧室、更大的触点，通常设计为三相电源极数，并带有辅助触点。
- 接触器与过载继电器组合形成电机启动器。
有关尺寸选择和使用类别，请参阅接触器应用。对于频繁切换、需要静音运行或快速切换的负载，固态继电器可能更好；其优缺点已在固态继电器与机电继电器中说明。
选择替换继电器
- 完全匹配线圈电压和类型（交流或直流）。
- 匹配触点配置（极数、常开/常闭/换向）。
- 根据您的实际负载类型、电压和交流/直流核对触点额定参数。
- 匹配底座和插座（引脚数量和系列）。
- 注意任何选项：内置二极管或LED、测试按钮、机械指示器。
关键要点
- 继电器使用低功率线圈来切换隔离的触点电路；“常”意味着线圈断电。
- A型 = 常开，B型 = 常闭，C型 = 换向。
- 感性负载和直流额定值低于电阻性交流额定值；根据实际负载选择触点。
- 使用二极管（直流）或RC/压敏电阻（交流）抑制线圈，以保护驱动电子设备。
- 接触器用于电机和动力负载，继电器用于控制。
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