- 已发布 2025年2月28日
- 最后修改 2025年2月28日
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什么是保持继电器？保持继电器的工作原理、保持继电器类型和品牌

本指南是我们工业自动化中心的一部分，您可以在其中发现更多关于人工智能、自动化和控制的信息。

为了确定哪种特定类型的保持继电器开关适合在特定应用或环境中使用，需要考虑有关任务确切性质的更多细节。在本指南中，我们将更深入地了解可用的不同类型的保持继电器电路开关，以及它们的工作原理，以及在哪些场景下可以更好地使用它们。

什么是保持继电器？

保持继电器是机电或电磁开关的一个子类型，通常在操作员需要控制（关闭或放大）大量电流流动的场景中使用。

保持继电器的独特结构使其能够使用比其他许多类型的开关设备所需的更小的电流来激活开关，并且一旦启动，保持继电器不需要连续施加电流来保持其启动后的位置，因此称为“保持”。

通用继电器被设计为在一个或多个连接的设备或电路上充当“桥梁”，接收一个源的输入信号，并向另一个源发送开/关（设定/复位）输出信号。当连接到继电器的第一台设备产生的电磁电流导致开关中的触点打开或关闭时，就会实现这一点。这样就完成或中断了继电器所处的电路，从而允许或阻止电信号传输到与其连接的其他电路。

在特定情况下，需要使用一种称为保持继电器的特殊开关。除了能够控制比标准继电器更大的电流外，保持继电器还具有位置“记忆”的显著优势：简而言之，一旦启动，它们将保持在最后一个位置，无需任何进一步的输入或电流，直到通过第二个电流脉冲明确告知再次切换回相反位置。这与非保持继电器相反，后者仅在启动时保持其状态。

实际上，“保持继电器”这个词实际上是一个通用词，用于指代任何类型的继电器开关，这些开关将保持其最后一个位置，直到被迫再次移动。它们可以使用磁系统或机械系统来实现这种信号功能，并且可以具有单绕组或双绕组线圈（在后面的部分中将详细介绍这种区别）。

顾名思义，磁保持继电器通过电磁力保持在适当位置，而机械保持继电器则通过物理信号机构保持在适当位置。

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保持继电器的工作原理

磁性或机械保持继电器的关键组件包括：

由一个或多个线圈（常见的是铜线，它电阻低并有助于促进有效的电力传输）制成的端子或螺线管
一个小金属条或衔铁，用于在这两个线圈之间转换，并为电路的其余部分提供开/关网关

当受到相对较低的输入电流的短暂脉冲时，保持继电器开关中的线圈会产生磁场，推动或拉动悬挂在它们之间的衔铁（在电磁继电器中通常称为“簧片开关”）。这导致条带从一个端子相应地移动到另一个端子。切换动作可以设置为完成或断开单个电路，或者作为在两个单独电路之间切换电源的方法。

如前所述，与通用或非保持继电器相比，保持继电器的独特优势在于，保持继电器的衔铁将保持在最后移动到的位置，直到被迫改变状态（即通过施加进一步的电流脉冲使其再次向相反方向移动）。

由于这一关键特性，保持继电器开关被称为“双稳态”。由于它只需要在两种状态之间切换时所需的短暂电压脉冲的输入电流，因此保持继电器在长期使用期间将比大多数其他类型的非保持继电器提供更低的功耗。

保持继电器类型

正如本指南开头部分所提到的，保持继电器可以设计为使用磁性或机械模型工作。市场上还有第三种常见的保持继电器，即“脉冲切换”继电器。

在本节中，我们将逐一详细介绍三种主要的保持继电器开关类型。不过，首先请注意，保持继电器有两种主要的子类型，即单线圈和双线圈：

单线圈磁保持继电器装置在电流脉冲发送到线圈时需要切换极性，以便将金属条从一个位置移动到两个端子之间的另一个位置。
- 换句话说，一个线圈同时作为设置/复位，并依赖于输入流方向的反转来执行此操作。
相比之下，双线圈装置具有单独的设置和复位线圈，当驱动开关时，可以分别向任一线圈施加电压脉冲以移动它并执行所需的动作。

磁保持继电器

在广泛使用的磁性配置中，对线圈施加单次电流脉冲会短暂生成电场，将簧片开关朝一个方向或另一个方向移动。当脉冲停止时，保持继电器将保持在刚刚移动到的位置，并且不会返回相反的位置，直到通过线圈输入另一个反向脉冲将其移回。

除了具有所有保持继电器常见的低功耗优点外，磁保持继电器在需要中断线圈电流流不会导致开关在两个触点之间意外移动的应用中特别有用。

它们还可以非常快速地执行开关动作，通常比机械变体更小巧，并且由于开关内部发生的物理移动非常有限，通常具有更长的寿命。

机械保持继电器

与磁性保持系统相反，机械保持继电器使用物理信号机制将衔铁固定在其最后移动到的位置。机电继电器有各种优点和缺点：

它们通常具有比电磁版本更大的、更笨重的触点，因此在空间要求方面较为不灵活
机械保持继电器更擅长应对意外的浪涌电流
由于需要较大的机械移动，开关速度受到限制，使其不适合某些应用
从总的激活次数来看，机械保持继电器的寿命通常比磁性版本短
然而，对于任何继电器开关来说，电流大小对于整个使用寿命同样重要
- 在高负载下的预期寿命通常会比磁性簧片版本缓慢减少
- 其触点在热循环过程中退化的可能性比电磁保持继电器小

脉冲保持继电器

脉冲继电器是一种磁保持继电器，每接收一次后续输入脉冲就会改变接触状态。通电时，脉冲保持继电器会自动确定开关的位置，并每次激活或移动它时对相反的线圈进行激励。

脉冲保持继电器通常通过使用固态转向电路来实现这一点，该电路允许输入脉冲是单向的，不需要重新定向控制脉冲或反转极性。因此，脉冲开关非常适合需要使用单个瞬时开关或按钮从一个或多个位置打开或关闭单个设备的应用。

保持继电器和非保持继电器有什么区别？

我们已经谈到了这样一个事实，与其他继电器开关类型相比，保持继电器的核心区别在于它们能够在“开关”脉冲之间无限期地保持和保持给定位置，而不需要连续的电流输入来保持在给定位置。因此，保持继电器也被称为“双稳态”、“保持”或“锁存”继电器。

其他类型的继电器在被要求保持在给定位置时需要持续的电流或电压输入，一旦电流被移除，它们将恢复到“默认”方向。在许多应用中，这可能是一个理想的功能，但通常使用保持继电器是有用的，因为当（并且只有当）它短暂地暴露在进一步的电流脉冲中时，它才会从一个位置移动到另一个位置。因此，保持继电器实际上没有默认位置。

同样，在更高的能源效率具有价值的情况下，这可能是特别有利的。这通常是继电器可能持续使用的情况，特别是当它经常被要求“记住”其位置或状态时（即在两个不同的位置之间切换和保持，而不会在每次手动指令之间自动返回默认的打开或关闭位置）。