电气控制系统：继电器工作原理

继电器，一般指的是电磁继电器，也就是机械动作那种。继电器的作用本质是用一个回路（一般是小电流）去控制另外一个回路（一般是大电流）的通断，而且这个控制过程中，两个回路一般是隔离的，它的基本原理，是利用了电磁效应来控制机械触点达到通断目的，给带有铁芯线圈通电-线圈电流产生磁场-磁场吸附衔铁动作通断触点，整个过程是“小电流-磁-机械-大电流”这样一个过程。

上图是一张继电器控制灯泡的动态图，继电器有常开触点和常闭触点，动触点就是一个公共端，这是直流继电器，也就是继电器的线圈通过直流电时候（图上利用电池供电），带铁芯的线圈会输出对应的磁场，把衔铁吸附住，动触点一边会从常闭触点这边，跑到常开触点那边去，相当于常开触点吸合了。从图上来，启动/停止按钮，电池，继电器线圈形成了一个控制回路，只要这个回路吸合，线圈就会有电流通过，同时产生磁场。

常开触点，灯泡，还有另外一个灯泡的控制电源（图上是另外一个电池）形成形成了回路，当常开触点吸合了，这样这个回路是闭合的，电流将从控制电源的正端，流过灯泡，经过闭合的常开触点，然后再回到负极，这样灯泡会发光。

当启动/停止按钮断开时候，线圈会失去电流，这样衔铁没有了磁力的吸附，会通过弹簧复位，这样动触点的另外一端，会从常开触点这边，恢复到常闭触点这边去，灯泡的通电回路被强行断开，灯泡没有了电流，自然也会暗下来了。

所以继电器也被一些老电工称之为“磁吸”，它利用的是电磁铁的作用去控制了另外一个回路的吸合或者断开，电磁继电器里边，就需要有线圈，铁芯，弹簧，触点等关键配件来组成。触点一般有常开触点和常闭触点，两者往往有一个公共端，线圈没有带电情况下，常闭触点和公共端是短接的，常开触点和公共端是开路的；线圈带电以后，常开触点和公共端是短接的，常闭触点和公共端是开路的，刚好颠倒过来了，这样控制线圈的电压（电流），就可以控制触点串联的电路工作了。

设计时候，选择合适的触点的容量，线圈的电压（交流直流），这样可以实现了两个电路的隔离控制，比如可以设计和人接触的按钮是12伏电压，选择12伏的线圈，这样比较安全，人就是碰到线圈的电压，也不会电到自己。而触点这边，可以控制220伏甚至更高的电压，来直接驱动电机之类的器件的启停，或者是电流比较大的其他负载，这样能实现了“四两拨千斤”的控制作用。

继电器是美国的科学家在1831年左右发明的，电感的单位还是以他命名的，比法拉第更早发现电磁作用，只是没有申请专利，继电器经过100多年的发展，已经形成了各种形式的，比如时间继电器，温度继电器，舌簧继电器，热继电器，差动继电器，光继电器，声音继电器，霍尔继电器，现在还有固态继电器等，从机械到电子，各种形态都有。