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文档简介

1、继电器应用领域size=4 继电器是一种用途广泛的产品,广泛应用于家电产品,如空调器、彩电、冰箱、洗 衣机等; 也应用于工业自动化控制和仪表。 在电子元器件中, 继电器一般被认为是一种最不 可靠的电子元件,在整机可靠性设计中, 把继电器、电位器、 可调电感器及可变电容器列为 建议不用或少用的元件。但是,由于继电器在控制电路中有独特的电气、物理特性,其断态的高绝缘电阻和通态 的低导通电阻, 使得其它任何电子元器件无法与其相比, 加上继电器标准化程度高、 通用性 好、可简化电路等优点, 所以继电器仍得以广泛应用。随着科技的飞速发展,继电器在程控 通信设备中的使用量还在进一步增加, 所以, 如何保证

2、继电器的可靠性, 满足整机系统的可 靠性,成为人们关注的焦点。电子元器件的可靠性应由两部分组成,一是元器件的固有可靠性;二是元件的使用可靠 性。固有可靠性是元器件可靠的基础, 主要靠元器件制造商从设计、 制造等方面进行有效的 控制, 以保证制造出来的元器件达到要求的可靠性等级。 使用可靠性则是从使用入手, 如何 保证和提高元器件的可靠性, 使其能满足整机系统的可靠性要求。 没有高可靠质量等级的元 件,不可能制造出高可靠的电子设备, 所以元器件的固有可靠性是整机可靠性的基础。 但是, 有了高可靠质量等级的元件也并不一定能制造出高可靠的整机, 这里面就有一个使用可靠性 的问题。 所谓使用可靠性,

3、就是根据各种元器件的特点利用可靠性设计技术, 即元器件的合 理选用、降额设计、容差与漂移设计、抗振设计、热设计、三防设计、抗幅射设计、电磁兼 容设计、 人机工程设计及维修设计等, 最大限度的发挥元器件固有可靠性的作用, 以达到整 机系统的可靠性要求。根据有关部门对整机失效原因的分析统计,其中有百分之四十以上的故障是由于元器件 选用不合理造成的。 随着元件制造技术的不断提高, 在元器件的固有可靠性已经有了较大提 高的情况下,使用可靠性就显得特别重要,而且, 随着整机系统功能愈来愈全,所用元器件 愈来愈多, 对可靠性要求也愈来愈高, 所以使用可靠性也愈来愈受到科技界的重视, 并且发 展成一门新的学

4、科 人为工程。由于继电器是一种机电一体化的元件,是由电磁及机械传动部分组成的,与其它电子元 件相比, 要复杂得多, 加之在制造过程中有些装配调整是手工操作, 所以产品的一致性和可 靠性要差一些。 但是,如果在使用中采取一些防范措施, 仍能达到较满意的效果。 在对失效 继电器进行失效分析中发现,由于使用原因造成的失效约占百分之三十以上。由以上 color=#9932cc 分析可知,继电器可靠性不高,除自身质量原因外,使用不当也是一个主 要原因。现在, 我们重点研究如何在使用中提高继电器可靠性的措施。继 电器的种类较多, 这里重点研究目前使用较多的电磁继电器的使用可靠面对纷繁复杂的继电器产品, 如

5、何合理选择、 正确使用, 是系统开发、 设计人员密切关注并且必须优先解决的实际问题。 要做到合理选择,正 确使用,就必须充分研究分析系统的实际使用条件与实际技术参数要求,按照 “价值工程原则 ”,恰如其分地提出所选用继电器产品必须达到 的技术性能要求。在整机的可靠性设计中,要求合理选用元器件。元器 件的选择和控制是需要多学科知识才能完成的一项任务, 一般应由元件 工程师、可靠性设计师、总体及电路设计师、失效分析人员共同完成。 首先要根据整机系统的重要程度、 可靠性要求、所使用的环境条件及成 本等项要求综合考虑和选择。 具体说来, 大致可按下列要素逐条分析研 究,确认所要求的等级以及量值范围继电

6、器的基础知识及应用领域2007 年 01 月 22 日 22:49 一、时间继电器基础时间继电器是一种当电器或机械给出输入信号时,在预定的时间后输出电气关闭或电 气接通信号的继电器。时间继电器的常用功能有:A:通电延时( On-delay Operation )F:断电延时( Off-delay Operation)Y:星三角延时( Star/Delta Operation )C:带瞬动输出的通电延时( With inst. Contact On-delay Operation)G:间隔延时( Interval-delay Operation)R:往复延时( On-off repetitive

7、 delay Operation)K:信号断开延时( Off-signal delay Operation )1、控制电源时间继电器的电源端子间一般能承受1500V 的外来浪涌电压,如果浪涌电压超过此值时,须使用浪涌吸收装置,以防止时间继电器击穿烧毁;当时间继电器重复工作时,本次电源关断到下次电源接通的时间(休止时间)必须大于复位时间, 否则, 未完全复位的时间继电器在下一次工作时就会产生延时时间偏移、 瞬动或不 动作;断电延时型时间继电器的电源接通时间必须大于 0.5 秒,以便有充足的能量储备而保 证在断开电源后按预设时间接通或分断负载;时间继电器的电源回路一般情况下是高阻抗的,因此,切断电

8、源后的漏电流要尽可能 小(半导体或用 RC并接的触点来开关时间继电器),以免有感应电压而假关断引起误动作(对 于断电延时型而言, 会产生断电后延时时间到但继电器不释放现象) 。一般情况下电源端子的残 留电压应小于额定电压的 20%,对断电延时型而言应小于额定电压的7%;时间继电器在完成其控制工作后, 尽量避免继续通电。 到时后连续通电会使产品发热, 从而加快电子元件老化,大大缩短使用寿命。2、负载连接时间继电器的输出触点由于受产品体积的限制,往往负载能力不强,因此要对触点进 行保护,可在触点两端并接吸收装置(如:RC、二极管、齐纳二极管等)。不要用时间继电器去直接控制大容量负载,有的负载看上去

9、不大,但由于负载电流特性而出现烧熔触点的现象,下表是负载形式和浪涌电流之间的关系。负载形式浪涌电流电阻负载 标准额定电流电磁铁负载 1020 倍标准额定电流马达负载 510 倍标准额定电流白热灯负载 1015 倍标准额定电流水银灯负载 13 倍标准额定电流钠汽灯负载 13 倍标准额定电流电容性负载 2040 倍标准额定电流电感性负载 515 倍标准额定电流3、延时误差主要是重复误差、设定误差、温度误差和电压误差,见下表。误差公式测量条件设定值 Ts 电源电压 周围温度重复误差 1/2 (Tmax Tmin) TMs 100%最大刻度处 额定值 20 2 电压误差(TMx TM) TMs 100

10、%容许的电源电压范围温度误差(TMx TM) TMs 100%额定值 - 10+50 设定误差(TM Ts) TMs 100%1 最大刻度值的 1/3 以上20 2 TM: 测量的延时时间平均值Ts: 设定值TMs: 最大刻度值TMx: 在不同的电压、温度下所测得的平均延时值Tmax:测得的最大值Tmin : 测得的最小值类别:继电器知识 | 添加到搜藏 | 浏览 (802)最近读者:登录 后,您就 出现在这king01299网友评论:flyingzhen2007 年 01 月 22 日 22:50 二、如何选用继电器里。在通讯设备、 自动装置、 家用电器、 汽车电子装置等凡是需要电路转换 功

11、能的地方, 都可以选用继电器。 由于应用领域很广, 不同用户对继电 器的要求千差万别。 为满足各种不同应用领域的使用要求, 各继电器生 产厂家开发了许多不同型号、 不同规格、 不同使用性能的继电器; 随着 科学技术的发展,新结构、高性能、 高可靠的继电器不断地涌现。 面对 品种规格繁多的继电器产品, 如何合理选择、 正确使用, 将直接影响到 整机的性能、可靠性。 如何合理选用继电器?首先要深入分析、研究 整机的使用条件、技术要求,按照 “价值工程 ”原理,合理地提出入选继 电器产品必须达到的技术性能。 我们的技术人员、 销售人员应介入继电 器的选型,发挥我们的优势,当好参谋,做好售前、售后服务

12、。可以按 下述要点,逐项开展分析、研究:外形及安装方式、安装尺寸;输入参 量;输出参量;环境条件;安全要求;可靠性要求。下面按上述要求分 别阐述。1、外形、安装方式、安装尺寸继电器的外形、 安装方式、 安装尺寸品种很多, 用户必须按整机的具体 要求, 提出具体的安装面积, 允许继电器的高度、 安装方式、 安装尺寸。 这是选择继电器首先要考虑的问题。以下几个问题,选用时应2007 年 01 月 22 日 22:52二、输入参量flyingzhen 不同种类的输入参量,是选择继电器型号的重要依据。常见的输入参 量的种类有:( 1 )交流输入参量。当输入参量为交流电压(电流)时,应选用 交流继电器。

13、选用这一类型的继电器,应注意以下几个问题: 交流 频率交流继电器输入电压(电流)的频率一般为 50HZ ,或 60HZ。由于二者线圈的感抗不同,吸动电压有明显差异。合同中应予注明。 环境温度 交流继电器由于存在涡流损耗、 磁滞损耗, 继电器的温升较高,一般为 70 到 80 。工作环境温度不宜过高,最好为 40到 65 ,确定环境温度的计算公式: t1 t-2t3-150C ; 注: t1:继电器 最高环境温度, 0C ; t2 :漆包线、绝缘材料最高允许长期工作温度 0C ( B 级为 1300C ;F 级为 1550C ) t3:继电器平均温升, 0C。由此可见,当提高环境温度,要求漆包线

14、及绝缘材料的耐温等级相应 提高,继电器成本将大幅度上升。 交流噪声 继电器工作时,会发出交流噪声。初始要求小于 45dB (分贝),实际使用中,由于磁极 间出现砂尘等污物、机械参数的变化,交流噪声会有所增大。 吸动 电压 交流继电器的吸动电压一般小于 80%VH( 额定工作电压以下同 );允许最高吸动电压 90%VH 。用供电电压直接激励的继电器, 当供电电flyingzhen2007 年 01 月 22 日 22:52 (2)直流输入参量。这类继电器应用很广,分几种情况加以讨论。 选择直流继电器,突出问题是灵敏度L(线圈额定功耗)问题, L 与输出功率大小、外形尺寸、环境条件(环境温度,振动

15、、冲击 )有关,确定继电器灵敏度应十分谨慎,不可片面强调灵敏度,而牺牲 其他性能。 当对灵敏度要求不高时,可采用一般灵敏度的直流继电 器; 当灵敏度要求较高,输出功率为强电,环境条件苛刻,可用固 态继电器、 中等灵敏度的继电器; 当要求高灵敏度 (如 0.2W 以下) , 可采用混合继电器、极化继电器。但混合继电器的价格较高,体积较 大;极化继电器环境适应性较差,负载能力不高。 当输入电压持续 时间较长,如几个小时、几天、几个月、建议采用磁保持继电器。有 几个好处:节省输入电能;降低继电器温升;提高环境适应性。但要 求输入量为脉冲,有极性要求,输入线路复杂化。如磁卡电表用继电 器、卫星电源控制

16、用继电器,继电器触点在一种导通状态下可连续工 作几十小时,几个月,采用磁保持很合算。在电能消耗严加控制的场 合下,经常采用磁保持继电器。 当输入参量频率达 10Hz 及以上, 要 求继电器快速动作时, 应选用舌簧继电器、 极化继电器或固态继电器。 舌簧继电器动作频率可达 50 次 /秒,价格低廉,2007 年 01 月 22 日 22:53( 3)温度变化影响: 继电器线圈电阻随温度的变化而变化,对继 电器吸动、释放电压的影响是明显的。温度上升到极限高温时,释放flyingzhen 电压趋于最大值,吸动电压相应升高;温度降到极限低温时,释放电压趋于最小值,吸动电压会有所降低。极限高温下的不吸动

17、或吸合不 可靠;极低温度下不释放或释放迟缓,将导致继电器的失效。 对电 流型继电器,因吸动安匝,释放安匝不受线圈电阻变化的影响,故不 随继电器温度的变化而变化。 必须指出, 有些用户选用电流型继电器, 而不是用恒流源作为继电器的激励源,实际上用的是电压源。在这种 情况,必须考虑温度对线圈电阻的影响。( 4)固体器件开关激励: a.固体器件开关的负载能力必须与被激 励继电器的线圈相适应,且留有充分的裕量(一般为 2 倍)。 b. 固体 器件开关接通时,激励回路电压分配必须确保继电器线圈上的实际激 励电压值符合额定工作电压要求。c. 固体器件开关关断时, 激励回路的漏电流必须小于继电器的最小释放电

18、流。 d. 固体器件开关反向耐压 必须与 50 80V 峰值电压相适应, 且具有必要的余量。 由于继电器线 圈断电瞬间,会产生很高的浪涌电压,有时可达 1500V ,为将电压峰 值限制在 50 80V 之内,必须采用适当的抑制措施。低压激励与高5 2007 年 01 月 22 日 22:53( 5)互相干扰、 误动作: 在印刷电路板上高密度组装多种继电器, 特别是含有大型电磁铁或接触器产品时,有可能产生电磁互感,导致 flyingzhen 继电器误动作;也可能由于其活动部分的冲击,振动而导致其他继电 器的误动作。对于灵敏型、简易通用继电器产品的安装,相关位置的 安排,要特别留意。 远距离有线激

19、励方式: 自动电话振铃电路、门 铃型布线激励方式等均属于此类。由于激励用的连接导线较长,应充 分考虑连接导线的电压降对实际激励值的影响,确保加在继电器线圈 上的实际激励值达到规定的额定电压工作值的要求。3、输出参量国内大多数继电器负载能力,只标最大纯阻性负载,这给用户在选择 继电器负载时,产生二种误解,导致选型失误。误解之一是:用户实 用的往往不是纯阻负载,而是感性的、灯的、电机的或容性的负载, 负载大小等同或接近于阻性负载;误解之二是:负载可以从低电平到 额定负载, 均能适应。 应该指出, 能可靠转换 10A 阻性负载的继电器, 不可转换 10A 的感性负载, 不一定能可靠转换 10mA 的

20、负载。 因为不 同性质负载条件下的电接触失效机理是截然不同的。 应该强调,触 点故障是继电器失效的主要原因。正确理解触点在不同负载类型、不 同负载大小条件的电接触特性、失效现2007 年 01 月 22 日 22:531白炽灯 由于白炽灯钨丝冷态电阻很小,接通瞬间的浪涌电流高达稳态电流 15 倍。如此大的浪涌电流会使触点迅速烧蚀,甚至产出 熔焊失效。一般可串入限流电阻来减少浪涌电流。2电机负载 电动机静止时输入阻抗很小, 启动瞬间浪涌电流很大。电流注入后,电流和磁场相互作用产生转矩。当电动机启动后,产生内部电动势,致使触点电流趋于减小,关断时,触点间出现反电势,常常会引起拉弧,造成触点烧蚀。不

21、过,电机是缓慢地停下来,电机 内部贮存的电磁能, 动能转换成热能消耗掉一部分, 反电势不会太高。3感性负载 电感器、电磁铁、接触器线圈、轭流圈等都是感性负载。接通瞬间, 电磁线圈有抑制电流上升的功能, 不会出现浪涌电流; 但关断时,贮存在电磁线圈中的电磁能通过触点间燃弧消耗掉,这将 导致触点烧蚀,金属转移、沾结。采用 RC 网络、二极管,压敏电阻 等触点保护装置可减少触点的烧蚀。4容性负载 容性电路的充电电流可能非常大,开始时,电容器类似短路,其电流仅受线路电阻的限制。有时,用户并未意识到其负载 是容性的,实际上,长的传输线、消除磁干扰的滤波器、电源等都是 强容性的。串联限流电阻,可以减少接通

22、瞬间的浪涌电流。flyingzhen2007 年 01 月 22 日 22:534、环境条件环境温度导致继电器失效方式有如下几个方面:高温条件下,绝缘材料软化、熔化;低温条件下,材料龟裂。绝缘抗 电性能下降,以致失效。 高、低温交替作用下,造成结构松动,活 动部件位置发生变化, 导致吸合、 释放失控, 触点接触不良或不接触。 低温下,继电器内部水汽凝露、结冰,导致绝缘性能下降。 高温条 件下,线圈电阻增大,吸动电压相应增大,造成不吸动或似吸非吸, 导致继电器失效。 高温条件下,触点切换功率负载时,断弧能力降 低,触点腐蚀、金属转移加剧,失效可能性增加,寿命缩短。 温度 变化, 将导致热继电器、

23、 固体继电器、 混合式继电器性能参数不稳定。 继电器的环境温度范围由产品结构设计、所选用的材料性能和制造工 艺决定,应在产品说明书规定的范围内选用。继电器的温升,尤其是 交流继电器的温升加最高环境温度应小于所选漆包线绝缘材料的耐 温等级。继电器的选用,必须十分注意此问题。温度范围分级如下, 推荐选用: 极限低温 ():-5 3;-10 3;-25 3; -40 3;-55 3;-65 3。 极限高温() :40 2;552;702;852; 1002; 1252;1552;1752;2002。 2湿热 湿热对继电器性 能构成威胁,具体表现2007 年 01 月 22 日 22:54 低气压条件

24、下,将对继电器产生以下不良影响: 绝缘零、部件的绝 缘电阻,介质耐压下降,触点断弧能力下降,寿命降低。继电器散热flyingzhen 变坏,温升增高。对功耗大的继电器的影响尤为明显。对于民用继电器,低气压的影响不明显,不详谈。砂尘污染导致继电器的失效,还未引起用户的足够重视。在自然环境条件下或一般工业车间环境条件下,尤其汽车上使用的电子装置,砂 尘往往会通过散热孔、裂纹部位渗入继电器内部,经日积月累,开机 察看,均可发现污尘堆积,导致活动部件转动(滑动)不灵,卡死; 触点电接触失效;在潮湿作用下,金属件腐蚀加剧,绝缘件绝缘性能 下降,以致失效。某些电力保护用继电器、汽车用继电器出厂前检验 合格

25、,经一、二年运行后,继电器不断出现故障。设计和使用时必须 充分考虑砂尘污染的危害。用户根据实用需要,提出特定要求。化学气氛污染 环境气氛中的有机蒸气、氧气、二氧化硫、盐雾等,对继电器触点、金属零件、线圈、绝缘零件有侵蚀性影响,导致触点 电接触不良, 以致失效; 导致线圈引线锈蚀断线、 绝缘水平下降。 化 学有害气体在自然界是普遍存在, 只是在不同场合, 有害气体 (蒸汽) 的种类不同而已。采取工艺措施,可以减轻、免除其侵蚀,10flyingzhen2007 年 01 月 22 日 22:54机械振动 继电器在强动力设备周围、 在运输途中都会遇到一定频率范围、加速度值的振动;随机振动可代表导弹、

26、高推力喷气机和火箭 发动机产生的现场振动应力作用。 (1) 振动对继电器的影响表现在: a. 振动可能致使机械结构件松动、疲劳、断裂失效;b.闭合触点因振动产生大于标准规定时间( 10us 、100us )的瞬间断开而失效; 断开 触点因振动产生大于标准规定时间(10us 、100us )的瞬间闭合而失效; c. 导致活动零件之间的相对运动,产生噪声、磨损和其他物理失 效。 (2) 振动分级: 振动频率范围推荐选用: 1055HZ ; 10 100HZ ;10 150HZ ; 10 500HZ ; 102000HZ 。 10 5000HZ ; 55 500HZ ;55 2000HZ ;55 5

27、000HZ ;1002000HZ 。振幅(双 振幅),加速度推荐选用: 交界频率(57HZ )以下选用双振幅 (mm ): 0.035 ;0.075 ;0.15 ;0.35 ;0.75;1.0;1.5;2.0;3.5。 交界频率 以上,选用加速度( m/s2 ): 4.9 ( 0.5g ) ; 9.8(1.0g); 19.6(2.0g); 49.0(5g);98(10g); 147(15g); 196(20g); 294(30g); 490(50g) 冲击 继电器在运输、 搬运、 使用中经常会受到机械冲击的作用。冲击对继电器的影响表现在: 1)由于冲击,造成结构松动、损伤、断 裂而丧失工作能力

28、。 2)由于冲击,闭合2007 年 01 月 22 日 22:54加速度 考核继电器在恒加速度应力作用下能否正常工作的能力。在常规地面电子设备上应用的继电器,一般不考核恒加速度的影响。 此处不详述, 大家知道有这回事就可。 在航空, 航天电子装置中使用 的继电器,恒加速度的影响不能忽视。5、安全要求继电器在设计、选用时,对安全要求,应予以充分重视,尤其是中、 强功率继电器。 主要考核以下几个重点: 1绝缘材料 要求具有阻燃性能;耐温等级温度上限 最高环境温度 +线圈温升 +15。 2触 点过负载能力 触点应能 100 次成功(交流为 200 次)切换两倍额定负载电流。 3绝缘抗电水平 继电器各

29、导电部分之间的绝绝电 阻一般应: 100M ; 500M ; 10000M 。 继电器各导电部 分之间的绝缘应能承受使用中可能出现的最高峰值电压而不损坏, 漏 电流不得超过 100uA( 或 1mA) ;也不允许有飞弧,闪络或击穿而引 起的损坏。 尤其是线圈和触点间的耐压, 爬电距离应特别注意。 当用 继电器的触点切换 220v 或 380v 感性负载时,线圈与触点间的耐压 往往要求高于 4000Vac 。2007 年 01 月 22 日 22:546、失效率要求有些应用场合,对继电器工作的可靠性要求很高,如卫星、火箭、导 弹、飞机及程控交换机上用的继电器,失效率等级要求达 L 级 (110-

30、6 )、 Q 级( 110-7 ); 现将失效指标介绍如下: 对应美军标失效率等级失效率等级符号失效率等级名称最大允许失效率 max 1/10 次LMPYW WLQ级 级 级 级310 -5 1 10 -5 1 10 -6 1 10 -7有失效率要求的继电器, 其成本将大幅度上升。 用户提出此失效率要 求,要非常慎重。三、 继电器应用领域按外形尺寸分类名称定义微型继电器 最长边尺寸不大于 10mm 的继电器超小型继电器 最长边尺寸大于 10mm ,但不大于 25mm 的继电器 小型继电器 最长边尺寸大于 25mm ,但不大于 50mm 的继电器按触点负载分类名称定义微功率继电器 小于 0.2A

31、 的继电器。弱功率继电器 0.2 2A 的继电器。中功率继电器 2 10A 的继电器。大功率继电器 10A 以上继电器。2007 年 01 月 22 日 22:56按用途分类名称定义通讯继电器(包括高频继电器) 该类继电器触点负载范围从低电平 到中等电流,环境使用条件要求不高。工业控制继电器 工业控制中使用的继电器,触点负载功率大,寿命 长。家电用继电器 家用电器中使用的继电器,要求安全性能好。汽车继电器 汽车中使用的继电器,该类继电器切换负载功率大,抗 冲、抗振性高。继电器运用领域很广, 其环境条件、 技术要求差异甚大。 就是同一运 用领域中的不同使用场合, 要求也不尽相同。 下面只能抓住重

32、点, 举 几个例子, 做简要说明。 关键是要应用后一节所述知识, 针对用户具 体要求,合理选用。1、汽车领域汽车工业正在越来越广泛地使用继电器。比较常见的继电器有:启动电动机的启动继电器、 嗽叭继电器、 电动机或发电机断路继电器、 充 电电压和电流调节继电器、 转变信号闪光继电器、 灯光亮度控制继电 器以及空调控制继电器、 推拉门自动开闭控制继电器; 玻璃窗升降控 制继电器。 汽车中的电源现在多用 12V ,线圈电压大都设计为 12V 。 由于是电瓶供电、电压不稳定;加以环境条件恶劣,吸动电压 V60%VH (定额工作电压);线圈过电压允许达1.5VH 。线圈功耗较大,一般为 1.6 2W14

33、flyingzhen2007 年 01 月 22 日 22:58 一、时间继电器基础时间继电器是一种当电器或机械给出输入信号时,在预定的时间后输出电气关闭或电气接通信号的继电器。时间继电器的常用功能有:A :通电延时( On-delay Operation )F :断电延时( Off-delay Operation )Y :星三角延时( Star/Delta Operation )C :带瞬动输出的通电延时 ( With inst. Contact On-delay Operation )G :间隔延时( Interval-delay Operation )R :往复延时( On-off re

34、petitive delay Operation )K :信号断开延时( Off-signal delay Operation )1、控制电源时间继电器的电源端子间一般能承受 1500V 的外来浪涌电压,如果 浪涌电压超过此值时, 须使用浪涌吸收装置, 以防止时间继电器击穿 烧毁;当时间继电器重复工作时, 本次电源关断到下次电源接通的时间 (休 止时间) 必须大于复位时间, 否则, 未完全复位的时间继电器在下一 次工作时就会产生延时时间偏移、瞬动或不动作;断电延时型时间继电器的电源接通时间必须大于 0.5 秒,以便有充足 的能量储备而保证在断开电源后按预设时间接通或分断负载;152007 年

35、01 月 22 日 22:58 时间继电器的电源回路一般情况下是高阻抗的,因此, 切断电源后的漏电流要尽可能小 (半导体或用 RC 并接的触点来开关时间继电器)flyingzhen 以免有感应电压而假关断引起误动作 (对于断电延时型而言, 会产生 断电后延时时间到但继电器不释放现象) 。一般情况下电源端子的残 留电压应小于额定电压的 20% ,对断电延时型而言应小于额定电压 的 7% ; 时间继电器在完成其控制工作后, 尽量避免继续通电。 到时后连续通 电会使产品发热,从而加快电子元件老化,大大缩短使用寿命。2、负载连接时间继电器的输出触点由于受产品体积的限制,往往负载能力不强, 因此要对触点

36、进行保护,可在触点两端并接吸收装置(如: RC 、二 极管、齐纳二极管等)。不要用时间继电器去直接控制大容量负载, 有的负载看上去不大, 但 由于负载电流特性而出现烧熔触点的现象, 下表是负载形式和浪涌电 流之间的关系。负载形式浪涌电流电阻负载 标准额定电流电磁铁负载 1020 倍标准额定电流 马达负载 510 倍标准额定电流 白热灯负载 1015 倍标准额定电流 水银灯负载 13 倍标准额定电流 钠汽灯负载 13 倍标准额定电流 电容性负载 2040 倍标准额定电流 电感性负载 515 倍标准额16 2007 年 01 月 22 日 22:59二、如何选用继电器flyingzhen在通讯设备

37、、自动装置、家用电器、汽车电子装置等凡是需要电路转换 功能的地方,都可以选用继电器。由于应用领域很广,不同用户对继电 器的要求千差万别。为满足各种不同应用领域的使用要求,各继电器生 产厂家开发了许多不同型号、不同规格、不同使用性能的继电器;随着 科学技术的发展,新结构、高性能、高可靠的继电器不断地涌现。面对 品种规格繁多的继电器产品,如何合理选择、正确使用,将直接影响到 整机的性能、 可靠性。 如何合理选用继电器?首先要深入分析、 研究整 机的使用条件、技术要求,按照 “价值工程 ”原理,合理地提出入选继电 器产品必须达到的技术性能。我们的技术人员、销售人员应介入继电器 的选型,发挥我们的优势

38、,当好参谋,做好售前、售后服务。可以按下 述要点,逐项开展分析、研究:外形及安装方式、安装尺寸;输入参量; 输出参量;环境条件;安全要求;可靠性要求。下面按上述要求分别阐 述。1、外形、安装方式、安装尺寸继电器的外形、安装方式、安装尺寸品种很多,用户必须按整机的具体 要求,提出具体的安装面积,允许继电器的高度、安装方式、安装尺寸。 这是选择继电器首先要考虑的问题。以下几个问题,选用时应2007 年 01 月 22 日 23:00 二、输入参量常见的输入参flyingzhen 不同种类的输入参量, 是选择继电器型号的重要依据。 量的种类有:( 1 )交流输入参量。当输入参量为交流电压(电流)时,

39、应选用 交流继电器。选用这一类型的继电器,应注意以下几个问题: 交流 频率交流继电器输入电压 (电流)的频率一般为 50HZ ,或60HZ 。由于二者线圈的感抗不同,吸动电压有明显差异。合同中应予注明。 环境温度 交流继电器由于存在涡流损耗、磁滞损耗,继电器的温升较高, 一般为 70到 80。工作环境温度不宜过高, 最好为 40 到 65,确定环境温度的计算公式: t1 t2-t3-150C ; 注: t1:继电器最高环境温度, 0C ; t2:漆包线、绝缘材料最高允许长期工作温 度 0C (B 级为 1300C ;F 级为 1550C ) t3:继电器平均温升, 0C 。由此可见, 当提高环

40、境温度, 要求漆包线及绝缘材料的耐温等级相应 提高,继电器成本将大幅度上升。 交流噪声 继电器工作时,会发出交流噪声。初始要求小于 45dB (分贝),实际使用中,由于磁极 间出现砂尘等污物、机械参数的变化,交流噪声会有所增大。 吸动 电压 交流继电器的吸动电压一般小于 80%VH( 额定工作电压以下同 );允许最高吸动电压 90%VH 。用供电电压直接激励的继电器, 当供电电19flyingzhen2007 年 01 月 22 日 23:00( 2)直流输入参量。这类继电器应用很广, 分几种情况加以讨论。 选择直流继电器,突出问题是灵敏度 L (线圈额定功耗)问题, L 与 输出功率大小、外

41、形尺寸、环境条件(环境温度,振动、冲击 )有关, 确定继电器灵敏度应十分谨慎, 不可片面强调灵敏度, 而牺牲 其他性能。 当对灵敏度要求不高时,可采用一般灵敏度的直流继电 器; 当灵敏度要求较高,输出功率为强电,环境条件苛刻,可用固 态继电器、 中等灵敏度的继电器; 当要求高灵敏度 (如 0.2W 以下), 可采用混合继电器、 极化继电器。 但混合继电器的价格较高, 体积较 大;极化继电器环境适应性较差,负载能力不高。 当输入电压持续 时间较长,如几个小时、几天、几个月、建议采用磁保持继电器。有 几个好处:节省输入电能;降低继电器温升;提高环境适应性。但要 求输入量为脉冲, 有极性要求, 输入

42、线路复杂化。 如磁卡电表用继电 器、卫星电源控制用继电器, 继电器触点在一种导通状态下可连续工 作几十小时, 几个月, 采用磁保持很合算。 在电能消耗严加控制的场 合下,经常采用磁保持继电器。 当输入参量频率达 10Hz 及以上, 要求继电器快速动作时, 应选用舌簧继电器、 极化继电器或固态继电 器。舌簧继电器动作频率可达 50 次 / 秒,价格低廉,2007 年 01 月 22 日 23:00(4)固体器件开关激励: a. 固体器件开关的负载能力必须与被激 励继电器的线圈相适应,且留有充分的裕量(一般为 2 倍)。 b. 固 体器件开关接通时, 激励回路电压分配必须确保继电器线圈上的实际 激

43、励电压值符合额定工作电压要求。c. 固体器件开关关断时,激励回路的漏电流必须小于继电器的最小释放电流。d. 固体器件开关反向耐压必须与 50 80V 峰值电压相适应,且具有必要的余量。由于 继电器线圈断电瞬间,会产生很高的浪涌电压,有时可达 1500V , 为将电压峰值限制在 50 80V 之内, 必须采用适当的抑制措施。 低 压激励与高压输出隔离: 现代工业自动控制系统中,往往以低压回 路的固体器件开关控制小型中间继电器的输入, 再用该继电器的触点 转换 220VAC 或 380VAC 感性负载回路(如电磁铁、接触器线 圈 ),实现自动控制和保护功能。 中间继电器实际上承担了低压、 高压隔离

44、并转换感性负载功能。 选用此类中间继电器, 必须具备良好的绝缘抗电水平和长期耐受高、 低温、 潮湿、 砂尘及有害气体作用的 能力。 一般说来, 抗恶劣环境能力, 可由密封措施与必要的防护手段 加以保证; 绝缘抗电水平可由绝缘间隙、 配电距离严格的控制、 认定 得以保证。5)互相干扰、误动作:在印刷电路板上高密度20flyingzhen2007 年 01 月 22 日 23:003、输出参量国内大多数继电器负载能力, 只标最大纯阻性负载, 这给用户在选择 继电器负载时,产生二种误解,导致选型失误。误解之一是:用户实 用的往往不是纯阻负载,而是感性的、灯的、电机的或容性的负载, 负载大小等同或接近

45、于阻性负载; 误解之二是: 负载可以从低电平到 额定负载,均能适应。应该指出,能可靠转换 10A 阻性负载的继电 器,不可转换 10A 的感性负载,不一定能可靠转换 10mA 的负载。 因为不同性质负载条件下的电接触失效机理是截然不同的。 应该强 调,触点故障是继电器失效的主要原因。 正确理解触点在不同负载类 型、 不同负载大小条件的电接触特性、 失效现象及失效机理, 统一制 造方与用户的认识,对提高继电器工作的可靠性,尤为重要。 制造 厂应改进触点负载的标识、内容,对不同负载类型应分别标注。1白炽灯 由于白炽灯钨丝冷态电阻很小, 接通瞬间的浪涌电流高达稳态电流 15 倍。如此大的浪涌电流会使

46、触点迅速烧蚀,甚至产出 熔焊失效。一般可串入限流电阻来减少浪涌电流。2电机负载 电动机静止时输入阻抗很小, 启动瞬间浪涌电流很大。21电流注入后, 电流和磁场相互作用产生转矩。 当电动机启动后, 产生 内部电动势,致使触点电流趋于减小,关2007 年 01 月 22 日 23:013感性负载 电感器、电磁铁、接触器线圈、轭流圈等都是感性负载。flyingzhen接通瞬间,电磁线圈有抑制电流上升的功能,不会出现浪涌电流;但关断时,贮存在电磁线圈中的电磁能通过触点间燃弧消耗掉,这将导致触 点烧蚀,金属转移、沾结。采用 RC 网络、二极管,压敏电阻等触点保 护装置可减少触点的烧蚀。4容性负载 容性电

47、路的充电电流可能非常大,开始时,电容器类似短路,其电流仅受线路电阻的限制。有时,用户并未意识到其负载是容 性的,实际上,长的传输线、消除磁干扰的滤波器、电源等都是强容性 的。串联限流电阻,可以减少接通瞬间的浪涌电流。5 直流负载 直流负载比交流负载难断开,因为电压不过零,触点开断瞬间,即产生电弧,且由于外加电压持续保持,只有电弧被拉长,不能自持而熄灭。电弧热能会使触点严重烧损。直流负载继电器触点间隙 应设计大些。灭弧措施也经常被采用。6低电平低电平一般指开路电压为 10 100mV ;触点转换电流为微安级到 10mA 。由于吸附在触点表面的有机物、化合物,难以在转换负 载时消除, 导致触点接触

48、电阻大而不稳定, 触点压降递增。 有效的解决 办法是:选择软化电压低的触点材料;表面镀 1 到 3u 的金。从工艺上flyingzhen2007 年 01 月 22 日 23:014、环境条件环境温度导致继电器失效方式有如下几个方面: 高温条件下,绝缘材料软化、熔化;低温条件下,材料龟裂。绝缘抗电 性能下降,以致失效。 高、低温交替作用下,造成结构松动,活动部件 位置发生变化, 导致吸合、 释放失控, 触点接触不良或不接触。 低温下, 继电器内部水汽凝露、结冰,导致绝缘性能下降。 高温条件下,线圈电 阻增大, 吸动电压相应增大, 造成不吸动或似吸非吸, 导致继电器失效。 高温条件下,触点切换功

49、率负载时,断弧能力降低,触点腐蚀、金属转 移加剧,失效可能性增加,寿命缩短。 温度变化,将导致热继电器、固 体继电器、 混合式继电器性能参数不稳定。 继电器的环境温度范围由产 品结构设计、所选用的材料性能和制造工艺决定,应在产品说明书规定 的范围内选用。继电器的温升,尤其是交流继电器的温升加最高环境温 度应小于所选漆包线绝缘材料的耐温等级。继电器的选用,必须十分注 意此问题。温度范围分级如下,推荐选用: 极限低温() :-5 3;-10 3;-25 3; -40 3; -55 3;-65 3。 极限高温() :40 2;552;702;852; 1002;1252; 1552;1752;200

50、2。 2湿热 湿热对继电器性能 构成威胁,具体表现如flyingzhen2007 年 01 月 22 日 23:01砂尘污染导致继电器的失效,还未引起用户的足够重视。在自然环境条 件下或一般工业车间环境条件下,尤其汽车上使用的电子装置,砂尘往 往会通过散热孔、裂纹部位渗入继电器内部,经日积月累,开机察看, 均可发现污尘堆积,导致活动部件转动(滑动)不灵,卡死;触点电接 触失效;在潮湿作用下,金属件腐蚀加剧,绝缘件绝缘性能下降,以致 失效。某些电力保护用继电器、汽车用继电器出厂前检验合格,经一、 二年运行后,继电器不断出现故障。设计和使用时必须充分考虑砂尘污 染的危害。用户根据实用需要,提出特定

51、要求。化学气氛污染 环境气氛中的有机蒸气、氧气、二氧化硫、盐雾等,对继电器触点、金属零件、线圈、绝缘零件有侵蚀性影响,导致触点电接触不良,以致失效;导致线圈引线锈蚀断线、绝缘水平下降。 化学有害气体在自然界是普遍存在,只是在不同场合,有害气体(蒸汽)的种类 不同而已。采取工艺措施,可以减轻、免除其侵蚀,但成本将大幅度上 升。如军用密封继电器,通过长时间高温真空焙烘、在继电器内腔充以 高纯 N2 ,采用电子束(或激光)进行密封焊, 其泄漏率可达 10-8pa.cm3/s ; 触点镀 13u 的金。 民用继电器受价格的限制,一般只是加外壳、塑 封缓解大气中有24flyingzhen2007 年 01 月 22 日 23:01 机械振动 继电器在强动力设备周围、 在运输途中都会遇到一定频率范围、加速度值的振动;随机振动可代表导弹、高推力喷气机和火箭发动 机产生的现场振动应力作用。 (1) 振动对继电器的影响表现在: a. 振动可 能致使机械结构件松动、疲劳、断裂失效; b.闭合触点因振动产生大于 标准规定时间( 10us 、 100us )的瞬间断开而失效; 断开触点因振动产 生大于标准规定时间( 10us 、

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