有趣的继电器

shuszhao

舌簧继电器

我们之前讨论过的所有继电器线圈中间都有一个铁芯。没有铁芯的继电器是舌簧继电器，它有一个或多个触点，通常密封在玻璃管中，玻璃管通常是抽真空的，并且可能充满惰性气体防止氧化。
可动触点不像其他类型的继电器那样有一个铰链；相反，它是一整块金属片，上面有一个薄薄的点，在磁场中可以弯曲。在某些情况下，包含触点的管子放置在一个线圈内，给线圈通电会导致其中一个触点弯曲并与另一个触点连上或断开。在其他情况下，使用安装在外部的固定磁铁；例如，在一个简单的“门开/关”检测器应用中，磁铁可能安装在门上，舌簧继电器安装在门框上。

                               
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舌簧继电器。（图片来源：Wikimedia Commons）

舌簧继电器不能承载大量电流，但它们外形很小，可以非常快速地运行，并且比传统继电器的接触抖动小得多。一些舌簧继电器在触点中添加了少量的水银，称为“水银润湿”，这几乎完全消除了接触抖动。


水银位移继电器

水银位移继电器是最不常用的继电器类型之一，它有一个真空玻璃管，其中包含两个固定触点、一个水银腔、一个可移动的小铁“块”（通常是一块空心铁片）和一个围绕玻璃管的线圈。对于常开 (NO) 配置，一个触点位于管的底部，另一个触点位于水银腔上方的管的侧面。小铁块浮在接近水银顶部的地方。当线圈被激活时，它会拉动，小铁块便向下沉入水银腔中。这会使水银上移到顶部触点上方，从而关闭电路。

                               
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水银位移继电器。（图片来源：Douglas W. Jones；Wikimedia Commons）

水银继电器（也称为水银接触器）可以处理大量电流，几乎没有接触抖动。它用交流电或直流电都可以很好地工作，但由于水银的重量和体积，其速度很慢。水银触点是“自我更新的”，因此对过载和电弧的耐受力非常好。由于水银有剧毒，因此水银位移继电器变得非常罕见。


接触器

术语“继电器”和“接触器”通常可以互换。接触器是指更大的继电器，一般在更高的电压下用于启动大型电机或开关加热元件。

                               
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接触器。（图片来源：Wikimedia Commons）

接触器通常只有常开 (NO) 触点。上图中显示有四个这样的触点，更常见的是两个触点（用于切换 240V单相电路的两个桥臂）或三个触点（用于切换三相电路）。有时候接触器的侧面有一个小的辅助开关，通常用来检验接触器是否已经工作。与大多数较小的继电器不同，接触器如果发生故障，通常可以更换触点或线圈。


极化继电器

极化继电器最初用于军用电传打字机。真空管解调器电路将进入的载波频率解码为“标记”和“空隙”信号。

                               
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极化继电器。（图片来源：PRC68.com）

没有检测到载波信号时，电枢位于中间而不接触任何一侧。检测到载波信号时，如果是“标记”信号，电枢将接触左触点；如果是“空隙”信号，则将接触右触点。这最终可驱动电传打字机中的螺线管将传入的文本消息打印出来。
这种继电器的工作原理是将永磁体的磁场施加到电枢上。线圈产生的磁场会吸引或排斥电枢，将触点移动到一侧或另一侧。


闭锁继电器

闭锁继电器上的触点将保持最后的转换位置，即使在线圈的电压消除后也是如此。实现闭锁继电器的方式有很多种。下图显示的闭锁继电器有一个机械固定电枢，用于控制建筑照明。它有一个打开触点的线圈和一个闭合触点的线圈。这个继电器上线圈的额定电压为24V交流电，在277V交流电时，触点的额定电流为20安培。

                               
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闭锁继电器。（图片来源：Rick Curl）

一些闭锁继电器采用棘轮和棘爪机制，因此每次给线圈通脉冲时，触点都会改变状态。这些被称为“交替式”继电器。
闭锁继电器也可以设计为使用小永磁体来保持触点状态（而不是用电）。这种继电器可以有一个或两个线圈，其中单线圈继电器需要极性反转来改变触点状态。闭锁继电器的优点之一是可以节省大量电力，因而常用于需要电池供电的设备。


T型继电器

如果一次需要进行很多切换怎么办？好吧，这时就需要T型继电器了。

                               
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T型继电器。（图片来源：T-Bar Inc.）

T型继电器妙在其触点。每个继电器由一个线圈和多个称为“晶片”的触点组件组成，其中每个晶片带有 12 个单刀双掷触点。


延时继电器

最初的延时继电器是在一个管中使用活塞，管的末端有一个小孔。活塞连接到电枢上，通过调整孔口的大小，就可以调整延时量。

                               
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延时继电器。（图片来源：Wikimedia Commons）

如今，几乎每个延时继电器都使用小固态电路（可能是微控制器）来实现延时。延时继电器具有延迟开启、延迟关闭和重复功能。大多数机械延时继电器都安装在底部带有连接器的模块中，因此可以轻松更换。


步进继电器

说起步进继电器，别让我开始——因为一旦开始我可以不停地说上好几天。最简单的是，步进继电器采用了棘轮和棘爪机制，可通过多个触点位置“步进”旋转开关。小的步进开关有一个极、八个位；较大的开关可能有多达八个极、二十四个位。

                               
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这张图是我厚着脸皮从David Ashton那里偷来的。

所有步进开关的老祖宗都是 Strowger 开关，它可以进行二维操作，能够垂直步进到十个位中的一个，然后水平旋转到十个位中的一个，这意味着总共有一百个位。其中一些继电器有多达六个极。乘以100个位，表明一个继电器连接了600多根电线！
Strowger开关用于早期的电话交换机，它有一段有趣的历史。Strowger 开关的发明者 Almon Strowger 是一家殡仪馆的老板。另一家殡仪馆老板的妻子恰好是当地电话局的接线员之一，当有人拨打接线员电话要求与殡仪馆联系时，据说她总是把电话转给她丈夫。Strowger于1861年发明了自动电话交换机，防止接线员把业务电话转给他的竞争对手。嘿——这可不是瞎编的！

王杰森

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