2015/1/30 16:05:06
继电器分类
1.在继电器行业按其作用原理或结构特征分类,如下表所示。
继电器的保护
1 线圈保护
只要条件允许,应使继电器线圈和铁心无论在线圈导通或断开时都处于等电位,以避免电化学腐蚀。
2 触点保护
继电器触点保护线路很多,对电感性负载通常采用负载并联二极管消火花,与触点并联 RC 吸收网络或压敏电阻来保护触点。对容性负载、灯负载通常采用在负载回路串联小阻值功率电阻或串联 RL 抑制网络来抑制浪涌电流的冲击。
继电器的选择
1 按使用环境选型
使用环境条件主要指温度(最大与最小)、湿度(一般指 40 摄氏度下的最大相对湿度)、低气压(使用高度 1000 米以下可不考虑)、振动和冲击。此外,尚有封装方式、安装方法、外形尺寸及绝缘性等要求。由于材料和结构不同,继电器承受的环境力学条件各异,超过产品标 准规定的环境力学条件下使用,有可能损坏继电器,可按整机的环境力学条件或高一级的条件选用。对电磁干扰或射频干扰比较敏感的装置周围,最好不要选用交流电激励的继电器。选用直流继电器要选用带线圈瞬态抑制电路的产品。那些用固态器件或电路提供激励及对尖峰信号比较敏感地地方,也要选择有 瞬态抑制 电路的产品。
2 按输入信号不同确定继电器种类
按输入信号是电、温度、时间、光信号确定选用电磁、温度、时间、光电继电器,这是没有问题的。这里特别说明电压、电流继电器的选用。若整机供给继电器线圈是恒定的电流应选用电流继电器,是恒定电压值则选用电压继电器。
3 输入参量的选定
与用户密切相关的输入量是线圈工作电压(或电流),而吸合电压(或电流)则是继电器制造厂控制继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数。对用户来 讲,它只是一个工作下极限参数值。控制安全系数是工作电压(电流) / 吸合电压(电流),如果在吸合值下使用继电器,是不可靠的、不安全的,环境温度升高或处于振动、冲击条件下,将使继电器工作不可靠。整机设计时,不能以空 载电压作为继电器工作电压依据,而应将线圈接入作为负载来计算实际电压,特别是电源内阻大时更是如此。当用三极管作为开关元件控制线圈通断时,三极管必须 处于开关状态,对 6VDC 以下工作电压的继电器来讲,还应扣除三极管饱和压降。当然,并非工作值加得愈高愈好,超过额定工作值太高会增加衔铁的冲击磨损,增加触点回跳次数,缩短电 气寿命,一般,工作值为吸合值的 1.5 倍,工作值的误差一般为± 10% 。
4 根据负载情况选择继电器触点的种类和容量
国内外长期实践证明,约 70% 的故障发生在触点上,这足见正确选择和使用继电器触点非常重要。
触点组合形式和触点组数应根据被控回路实际情况确定。常用的触点组合形式见表 6 。动合触点组和转换触点组中的动合触点负载能力要高,因为接通时触点回跳次数少和触点烧蚀后补偿量大,所以其负载能力和接触可靠性较动断触点组和转换触点 组中的动断触点对要高,整机线路可通过对触点位置适当调整,尽量多用动合触点。
根据负载容量大小和负载性质(阻性、感性、容性、灯载及马达负载)确定参数十分重要。认为触点切换负荷小一定比切换负荷大可靠是不正确的,一般 说,继电器切换负荷在额定电压下,电流大于 100mA 、小于额定电流的 75% 最好。电流小于 100mA 会使触点积碳增加,可靠性下降,故 100mA 称作试验电流,是国内外专业标准对继电器生产厂工艺条件和水平的考核内容。由于一般继电器不具备低电平切换能力,用于切换 50mV 、 50 μ A 以下负荷的继电器订货,用户需注明,必要时应请继电器生产厂协助选型。
继电器的触点额定负载与寿命是指在额定电压、电流下,负载为阻性的动作次数,当超出额定电压时,可参照触点负载曲线选用。当负载性质改变时,其触点负载能力将发生变化,用户可参照变换触点负载电流。
继电器外罩上只标阻性额定负载值,其他性质的额定负载请看详细技术条件,其浪涌电流大小请见下表:
极性转换、相位转换负载场合,最好选用三位置的 K 型触点(表 6 ),不要选用二位置的 Z 型触点,除非产品明确规定用于三相交流负载转换。否则随着产品动作次数的增加,其燃弧也会增大, Z 型触点可能导致电源被短路。在切换不同步的单相交流负载时,会存在相位差,所以触点额定值应为负载电流的 4 倍,额定电压为负载电压的 2 倍。适合交流负载的触点不一定适合于几个电源相位之间的负载切换,必要时应进行相应的电寿命试验。
继电器的使用
通常人们所说的产品可靠性是指产品的工作可靠性,其被定义:在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。它由产品的固有可靠性和使用可靠性组成,前项由产品的设计和制造工艺决定,而后项则与用户的正确使用及生产厂家售前、售后服务有关。
用户使用时应注意以下各项
1 线圈使用电压
线圈使用电压在设计上最好按额定电压选择,若不能,可参考温升曲线选择。使用任何小于额定工作电压的线圈电压将会影响继电器的工作。注意线圈工作电压是指 加到线圈引出端之间的电压,特别是用放大电路来激励线圈务必保证线圈两个引出端间的电压值。反之超过最高额定工作电压时也会影响产品性能,过高的工作电压 会使线圈温升过高,特别是在高温下,温升过高会使绝缘材料受到损伤,也会影响到继电器的工作安全。对磁保持继电器,激励(或复归)脉宽应不小于吸合(或复 归)时间的 3 倍,否则产品会处于中位状态。用固态器件来激励线圈时,其器件耐压至少在 80V 以上,且漏电流要足够小,以确保继电器的释放。
2 瞬态抑制
继电器线圈断电瞬间,线圈上可产生高于线圈额定工作电压值 30 倍以上的反峰电压,对电子线路有极大的危害,通常采用并联瞬态抑制(又叫削峰)二极管或电阻的方法加以抑制,使反峰电压不超过 50V ,但并联二极管会延长继电器的释放时间 3~5 倍。当释放时间要求高时,可在二极管一端串接一个合适的电阻。 激 励电源:在 110% 额定电流下,电源调整率 ≤ 10% (或输出阻抗 <5% 的线圈阻抗),直流电源的波纹电压应 <5% 。交流波形为正弦波,波形系数应在 0.95~1.25 之间,波形失真应在± 10% 以内,频率变化应在± 1Hz 或规定频率的± 1% 之内(取较大值)。其输出功率不小于线圈功耗。
3 多个继电器的并联和串联供电
多个继电器并联供电时,反峰电压高(即电感大)的继电器会向反峰电压低的继电器放电,其释放时间会延长,因此最好每个继电器分别控制后再并联才能消除相互影响。 不同线圈电阻和功耗的继电器不要串联供电使用,否则串联回路中线圈电流大的继电器不能可靠工作。只有同规格型号的继电器可以串联供电,但反峰电压会提高,应给予抑制。可以按分压比串联电阻来承受供电电压高出继电器的线圈额定