1.3.1 继电器的用途1.3 继电器、组成继电器是一种根据电气量（如电压、电流等）或非电气量（如热量、时间、压力、转速等）的变化来接通或断开控制电路，以实现对电力系统及电力拖动装置的自动控制、检测、保护及调节为目的的自动电器。

它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

继电器是一种小容量电器（一般小于5A），一般没有灭弧装置，不能用来接通和分断负载电路；接触器可以用于控制大容量的电路或电气设备，有良好的灭弧措施，完全可以分断负载电路。

继电器的输入量可以是电气量也可以是非电气量；而接触器的输入量只能是电压。

继电器的定义为：当输入量(或激励量)满足某些规定的条件时，能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件。

它一般由感测机构、中间机构和执行机构三个基本部分组成。

感测机构把感测到的电气量或非电气量传递给中间机构，将它与设定的整定值进行比较，当达到整定值（过量或欠量）时，中间机构便使执行机构动作，从而接通或断开被控电路。

1.3.2 继电器的分类继电器种类繁多，分类方法也很多。

1.3.2.1按继电器的工作原理或结构特征分电磁继电器、固体继电器、温度继电器、舌簧继电器、时间继电器、高频继电器、极化继电器、其他类型的继电器:如光继电器, 声继电器,热继电器,仪表式继电器,霍尔效应继电器,差动继电器等；1.3.2.2按继电器的外形尺寸可分微型继电器（最长边尺寸不大于10mm的继电器）、超小型微型继电器（最长边尺寸大于10mm,但不大于25mm的继电器）、小型微型继电器（最长边尺寸大于25mm,但不大于50mm的继电器）；1.3.2.3按继电器的负载分类微功率继电器（当触点开路电压为直流28V时,触点额定负载电流(阻性)为0.1A;0.2A的继电器）、弱功率继电器（当触点开路电压为直流28V 时,触点额定负载电流(阻性)为0.5A;1A的继电器）、中功率继电器（当触点开路电压为直流28V时,触点额定负载电流(阻性)为2A;5A的继电器）、大功率继电器（当触点开路电压为直流28V时,触点额定负载电流(阻性)为10A;15A;20A;25A;40A……的继电器）1.3.2.4按继电器的防护特征分类密封继电器（采用焊接或其它方法,将触点和线圈等密封在罩子内,与围介质相隔离,其泄漏率较低的继电器）、封闭式继电器（用罩壳将触点和线圈等密封(非密封)加以防护的继电器）、敞开式继电器（不用防护罩来保护触电和线圈等的继电器）。

1.3.2.5 按用途分通讯继电器、机床继电器、家电用继电器、汽车继电器、SF6气体密度继电器。

1.3.3 热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，具有反时限保护特性。

热继电器主要用于电动机的过载保护和断相保护。

1.3.3.1 热继电器结构及工作原理热继电器就是利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。

热继电器工作原理示意图如图：1——热元件，2——双金属片3——导板4——触点图 热继电器工作原理示意图热继电器的结构如图所示。

图 热继电器结构示意图图中：1——电流调节凸轮，2——片簧（2a ，2b ），3——手动复位按钮，4——弓簧片，5——主金属片，6——外导板，7——内导板，8——常闭静触点，9——动触点，10——杠杆，11——常开静触点（复位调节螺钉），12——补偿双金属片，13——推杆，14——连杆，15——压簧使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。

当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆。

常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行。

若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路，使接触器释放、切断电动机的电源，电动机停车而得到保护。

1.3.3.2 热继电器的分类热继电器的型式有许多种，可按下述方法分类：（1）按是否带有断相保护功能分：a：带断相保护。

b：不带断相保护。

（2）按整定电流是否可以调节分：a：整定电流可以调节。

b：整定电流不可以调节。

（3）按辅助触头形式分：a：常闭触头。

b：电气不绝缘的常闭触头和常开触头。

c：电气绝缘的常闭触头和常开触头。

（4）按复位方式分：a：手动复位。

b：手动复位和自动复位兼有（可以选用）。

c：自动复位。

（5）按周围环境温度有无温度补偿分：a：有周围环境温度补偿。

b：无周围环境温度补偿。

（6）按与配套交流接触器接线安装方式分：a：组合接线安装方式。

b：分立接线安装方式。

（7）按有无动作指示分：a：有动作指示。

b：无动作指示。

（8）按有无测试功能分：a：有测试功能。

b：无测试功能。

（9）按能否手动断开常闭触头分：a：能手动断开常闭触头。

b：不能手动断开常闭触头。

（10）按辅助触头的使用类别分：a：交流电路。

b：交流电路或直流电路。

1.3.3.3 热继电器符号、型号及典型产品热继电器的文字符号为FR，图形符号如下图所示。

FRFR热元件常闭触头热继电器图形符号热继电器型号含义常用典型产品有：（1）JR20系列、NR2(JR28) 系列热继电器适用于交流50Hz/60Hz、电压至660V，电流0.1-630A的长期工作或间断长期工作的交流电动机的过载与断相保护。

热继电器具有断相保护、温度补偿、动作指示、自动与手动复位、动作可靠。

热继电器可与接触器接插安装，也可独立安装。

JR20-□L中“L”表示独立安装。

JR20系列 NR2(JR28)（2）3UA系列热继电器。

该系列热继电器是引进西门子公司技术生产的产品，适用于AC50Hz或60Hz,电压值690V至1000V，电流范围在0.1~400A 的电路中，作为电动机电力线路和所配用的接触器的过载保护及断相保护。

1.3.3.4 热继电器选型原则热继电器的正确选用．与电动机的工作制有密切关系。

当热继电器用以保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用。

例如，热继电器的整定值可等于0.95—1.05倍电动机的额定电流，或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。

当热继电器用以保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。

如果每小时操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。

对于正反转相通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

具体原则如下：1．热继电器类型选择：热继电器从结构型式上可分为两极式和三极式。

三极式中又分为带断相保护和不带断相保护，主要应根据被保护电动机的定子接线情况选择。

当电动机定子绕组为三角形接法时，必须采用三极式带断相保护的热继电器（原因详见本文一、 2之 3））；对于星形接法的电动机，一般采用不带断相保护的热继电器。

由于一般电动机采用星形接法时都不带中线，热继电器用两极式或三极式都可以。

但若电动机定于绕组采用带中线的星形接法时，热继电器一定要选用三极式。

另外，一般轻载起动、长期工作的电动机或间断长期工作的电动机，宜选择二相结构的热继电器；当电动机的电流电压均衡性较差、工作环境恶劣或较少有人看管时，可选用三相结构的热继电器。

2．热继电器额定电流的选择：1）保证电动机正常运行及起动：在正常起动的起动电流和起动时间、非频繁起动的场合，必须保证电动机的起动不致使热继电器误动。

当电动机起动电流为额定电流的6倍、起动时间不超过6s、很少连续起动的条件下，一般可按电动机的额定电流来选择热继电器。

（实际中热继电器的额定电流可略大于电动机的额定电流）2）考虑保护对象--电动机的特性：电动机的型号、规格和特性电动机的绝缘材料等级有A级、E级、B级等，它们的允许温升各不相同，因而其承受过载的能力也不相同。

在选择热继电器时是应引起注意的。

另外，开启式电动机散热比较容易，而封闭式电动机散热就困难得多，稍有过载，其温升就可能超过限值。

虽然热继电器的选择从原则上讲是按电动机的额定电流来考虑，但对于过载能力较差的电动机，它所配的热继电器(或热元件)的额定电流就应适当小些。

在这种场合，也可以取热继电器(或热元件)的额定电流为电动机额定电流的60％-80％。

3）考虑负载因素：如负载性质不允许停车、即便过载会使电动机寿命缩短，也不应让电动机冒然脱扣，以免生产遭受比电动机价格高许多倍的巨大损失。

这时继电器的额定电流可选择较大值（当然此工况下电动机的选择一般也会有较强的过载能力）。

这种场合最好采用由热继电器和其它保护电器有机地组合起来的保护措施，只有在发生非常危险的过载时方考虑脱扣。

总之，这不是一个教条的公式，应综合考虑。

3．热元件整定电流选择：根据热继电器型号和热元件额定电流，即可查出热元件整定电流的调节范围。

通常将热继电器的整定电流调整到电动机的额定电流；对过载能力差的电动机，可将热元件整定值调整到电动机额定电流的0．6-0．8倍；当电动机起动时间较长、拖动冲击负载或不允许停车时，可将热元件整定电流调节到电动机额定电流的1．1-1．15倍。

4.热继电器应具有既可靠又合理的保护特性，具体而言应具有一条与电动机容许过载特性相似的反时限特性，且应在电动机容许过载特性之下，而且应有较高的精确度，以保证保护动作的可靠性。

5其它注意事项：1）操作频率：当电动机的操作频率超过热继电器的操作频率时，如电动机的反接制动、可逆运转和密接通断，热继电器就不能提供保护。

这时可考虑选用半导体温度继电器进行保护。

2）对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机(例如摇臂钻床的摇臂升降电动机等)，以及虽然长期工作但过载的可能性很小的电动机(例如排风机等)，可以不设过载保护。

3）对点动、重载起动，连续正反转及反接制动等运行的电动机，一般不宜用热继电器。

4）应当具有一定的温度补偿：由于周围介质温度的变化，在相同的过载电流下，热继电器的动作将产生误差，为消除这种误差，应当设置温度补偿措施；5）一般情况下，应遵循热继电器保护动作后即使热继电器自动复位，被保护的电动机都不应自动再起动的原则，否则应将热继电器设定为手动复位状态。

这是为了防止电动机在故障未被消除而多次重复再起动损坏设备。

例如：一般采用按钮控制的手动起动和手动停止的控制电路，热继电器可设定成自动复位形式；采用自动元件控制的自动起动电路应将热继电器设定为手动复位形式；凡能自动复位的热继电器，动作后应能在5分钟内可靠地自动复位。