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继电器选用原则详细资料

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  1选用继电器的一般原则
  怎样才能正确地选用继电器呢?一是要做到

继电器选用准则详细资料


  1选用继电器的一般准则


  怎样才能正确地选用继电器呢?一是要做到“知已知彼”,即首要有必要对继电器所操控的目标逐个被控回路的性质、特色以及对继电器的要求等都要有缜密地调查和透彻地了解。其次,对继电器自身的各种特性逐个原理、运用条件、技能参数、结构工艺特色以及规范类型等,做到全面的把握与仔细剖析;二是按“价值工程”准则,从先进性、合理性、可用性、经济性全面考虑,作到正确地选用和运用继电器。正确选用继电器的准则详细来讲应该是:(1)继电器的首要技能功能,如触点负荷,动作时刻参数,机械和电气寿数等,应满意整机体系的要求;(2)继电器的结构型式(包含设备办法)与外形尺度应能合适运用条件的需求;(3)经济合理。


  2选用提纲


  为了削减继电器选用中的随意性,进步自主性,选用前应编写选用提纲,一般包含以下要素:(1)气候应力效果要素温度规模:湿度规模;大气压力;滨海大气;砂尘污染;化学污染;磁搅扰;其它特别气候应力。(2)机械应力效果要素振荡应力;冲击应力;离心效果及其它。(3)输入参量要素沟通参量鼓励;直流参量鼓励;温度改动影响;有或无触点开关鼓励办法;固体器材开关鼓励办法;远间隔有线鼓励办法;相互搅扰等鼓励要素;低压鼓励与高压(强电回路)输出阻隔要素等。(4)输出参量要素白炽灯;容性负载;电机负载;电感器、螺线管、触摸器线圈、扼流圈负载;直流阻性负载;中等电流负载;低电平负载;干电路负载等。(5)设备办法要求焊接式、刺进式、螺钉式或其它(如导轨式设备等)(6)安全要素阻燃要求;过载才能要求;绝缘抗电水平。(7)挑选要求挑选要求包含挑选的项目、所加应力,监测水平、监测手法、失效判据等。(8)失功率要求与牢靠性评价失效判据;失功率评价及相信度。


  3选用电磁继电器的一般步聚:


  作为选用继电器的第一步,是确认其运用分类,由此初选一种在给定条件下从前有过成功运用的继电器类型,然后按下列步聚使所选用继电器最合适于规则运用。(1)依照输入的信号确认继电器的种类


  不同效果原理或结构特征的继电器,其要求输入的信号的性质是不同的。例如热继电器是运用热效应而动作的继电器;声继电器是运用声效应而动作;而电磁继电器则是由操控电流经过线圈发作的电磁吸力而完成触点开、闭。这就要求运用者首要要按输入信号的性质挑选继电器种类。例如反响电压、电流或功率信号时,选用电压、电流或功率继电器;反响脉冲信号或有极性要求时,应选用脉冲、极化继电器等。


  在这儿,简要地介绍一下电压和电流继电器的差异,以供用户正确选用。从作业原理来讲,二者均属电磁继电器,没有任何差异。但从继电器的规划讲,二者是有差异的。电流继电器磁路体系按IW=C来考虑,即在继电器动作进程中由于衔铁的动作而导致线圈电感发作改动时,也不会影响到回路电流值。该电流是由回路中其它电路元件较大的阻抗决议了的,电流继电器线圈阻抗对整个回路阻抗的影响可忽略不计。因而,一般电流继电器线圈导线匝数少,电感和电阻均较小,因而线圈电流较大。供应电流继电器线圈的是安稳的电流值。电压继电器线圈输入的信号是相对安稳的电压值,一般是电源电压直接加在线圈上或经过网络分配给它以安稳的电压值。因而,回路电流首要取决于线圈阻抗,一般不触及其它回路元件。为了尽量减小它对其它支路的分流效果,一般导线细,匝数多,电感和电阻都较大,线圈电流不大。


  选用电流或电压继电器时,要有相对的电路条件。电流继电器要求恒流源电路条件,即回路有较大阻抗与之串联,它自身阻抗对回路电流影响很小。电压继电器要求供给安稳的电压。电流继电器当作电压继电器用,因其线圈电阻小,很简单烧坏线圈,乃至构成电源短路。如将电压继电器当电流继电器运用线圈串接在线路里时,由于其大的阻抗会显着地改动本来回路参数,会因线圈得不到满意的电流而继电器不动作。


  值得留意的是沟通继电器线圈一般接受过电压的才能比直流继电器差。在直流继电器线圈中,外加电压的添加所引起电流添加的速率较低。这是由于线圈的温升引起线圈电阻的上升。然而在沟通继电器中,外加电压的添加引起电流的添加,相同引起线圈电阻添加,这将构成导磁零件进一步饱满,使感抗进而使阻抗大幅度下降。结果是线圈电流添加快率要比外加电压添加的速率快,因而,由于外加过电压构成的过热比直流继电器简单发作。


  (2)按运用环境条件挑选继电器类型


  环境适应性是继电器牢靠性目标之一。运用环境和作业条件的差异,对继电器功能有很大的影响。下面介绍几个首要环境要素的改动对电磁继电器功能的影响。


  环境温度


  ①环境温度的升高加快了绝缘的老化,绝缘功能下降,缩短运用寿数。②关于反响温度改动的温度继电器、热继电器等,环境温度的改动直接影响维护特性的改动;对电磁继电器来讲,温度的升高,某些绝缘资料的热变形使产品结构参数和动作参数会发作改动。③温度升高线圈温升相应增高,不光漆层老化加重,对电压继电器来讲,还直接影响到吸合、开释参数的改动。电流继电器,温度升高,功耗增大,亦影响绝缘和触点切换特性。④温度升高加快某些零件的氧化进程。对触点来讲,不光其资料自身氧化,并且加重外表膜电阻的构成,直接影响触摸牢靠性,特别在低电平下。⑤温度升高,熄弧困难,切换才能下降,触点腐蚀加重。额外负荷时,易构成触点粘结,中等电流时易分出碳化物,下降触摸牢靠性。⑥在低温下,镀层资料,如金镀层冷粘效果加重,小电流负载或低电平下会构成冷粘毛病。对一些非密封或密封性欠好的继电器,低温下或许触点间构成冰霜,直接影响触点的导通。关于钎焊锡封继电器,在低温下,锡的脆裂会影响产品的气密性。



振荡与冲击


  电磁继电器触点簧片多为悬臂梁体系,固有频率较低。在挨近或到达固有频率的外界振荡效果下会引起谐振,导致结构损坏或使触点压力下降直至发作瞬时断开,即呈现颤动。可动的衔铁部分会因过振荡而误动作,进而使触点触摸不良或断开。周期性的效果力会使结构松动或损坏掉落构成结构失效。振荡和冲击效果会改动继电器的机械特性,下降动作牢靠性。继电器内残存的松懈微粒(毛刺掉落物、焊渣、资料碎屑)在振荡和冲击效果下会落入触点空隙或滚动支承处构成严峻毛病。


  低气压


  ①低气压下,散热条件变坏,特别在高温低气压下,对流效果削弱,小尺度簧片只能靠热传导散热,切换额外负载时,簧片温度可高达300℃以上。灭弧困难,电弧持续时刻添加,触点金属蒸腾加重,寿数缩短,导致触点分断容量的下降。②线圈散热困难,温升加快,引起吸合、开释参数的改动。③低气压下,介质强度下降,触点间绝缘下降,在绝缘子底板上或许构成通道。一般来讲,海拔每升高1000米,绝缘水平大约下降10%。


  辐照


  严峻核幅照下,部分有机资料会变为粉尘。高分子绝缘资料分子结合链被损坏,绝缘功能下降,直至失效。如聚四氟乙稀薄膜资料耐辐照功能就很差。


  电磁搅扰


  电磁继电器是靠电磁力的效果来动作的,在强的磁场元件、强的杂散场仪器周围运用时,要留意布放方位及离磁搅扰源的间隔。不然会危及动作牢靠性。高频电源还会使继电器被感应加热构成热损坏。


  相对湿度


  在高湿,特别是高温、高湿条件下:①金属零件的腐蚀速度显着上升。例如,钢铁零件在含0.1%SO2枯燥大气中,腐蚀速度很低,当相对湿度到达70%时,腐蚀速度当即上升100倍以上。一般金属的临界湿度(使金属腐蚀速度显着升高的最低相对湿度)一般为60~70%(此相当于继电器的正常运用环境湿度条件)。②敞开式或封闭式继电器在湿润下,绝缘会显着下降,走漏急剧增大。别的相对湿度到达80%以上,霉菌、昆虫繁衍很快,对不耐霉的有机资料极易长霉,致使影响产品功能。例如,绝缘漆和层压塑料外表发霉后,使外表电阻下降10%。③在有尘埃的环境中,相对湿度大,尘埃易吸附水分,使一部分可溶性杂质溶于水中,变成电解液,尘埃自身与金属间构成腐蚀微电池,加快金属腐蚀。对非密封继电器,线圈的失效,往往是由于这种“电解腐蚀”引起断线所构成。④高湿下,会加重继电器触点膜电阻的生成,当水汽含量超越1000PPm时,会引起触摸电阻发作不规则改动。对一些运用在高温高湿条件下的非密封继电器,其绝缘零件还要进行特别的三防(防湿、防霉、防菌)处理。在其它环境条件下,如盐雾、油雾、噪声场、恒加快度等,继电器的内部结构损坏与其它电器元件相似。例如盐雾或其它有害气体对电器产品零件的腐蚀很严峻。用户在选用继电器时,有必要对上述状况有所了解。


  (3)依据输入量选定继电器的输入参数。


  ①在电磁继电器的输入参数中,与用户密切相关的是线圈的作业电压(或电流),而吸合电压(或电流)则是继电器制作厂束缚继电器活络度并对其进行判别、查核的参数,它仅仅一个作业下限参考值。不少用户因不了解继电器动作原理的特别性,往往把吸合电压(或电流)错认为是继电器应牢靠作业的电压(或电流),而把作业电压值取在吸合电压值上,这对错常风险也是不答应的。由于吸合值仅仅确保继电器牢靠动作的最小输入量,而继电器动作后,还需求一个稳妥量,以进步坚持牢靠闭合所需的触摸压力、抗环境效果所需的电磁吸力。不然,一旦环境温度升高或在机械振荡和冲击条件下,或输入回路电流动摇和电源电压下降时,仅靠吸合值是不或许确保牢靠作业的。所以挑选继电器时,首要看继电器技能条件规则的额外作业电压是否与整机线路所能供给的电压相符,绝不能与继电器吸合值比较。


  ②依照继电器工业规范,沟通继电器应该在其标称电压的85%下吸合,而直流继电器应该在标称电压的75%下吸合。假如需求的数值与此不同,就应该加以阐明。


  ③在极限温度下,用户对线圈鼓励量的改动往往未给予满意的余量。特别在较高的温度下,这个问题是很要害的。由于在高温下线圈电阻添加,线圈功率下降。别的,由于线圈内部发作的温升也需求过鼓励或余量。关于低温下开释,也存在着相同的问题,不过不经常呈现。


  (4)依据负载状况挑选继电器触点的种类与参数


  与被控电路直接衔接的触点是继电器的触摸体系。国外和国内长时刻实践证明,约百分之七十以上的毛病发作在触点上。这除了与继电器自身结构与制作要素密切相关之外,未能正确选用和运用也是重要要素之一。且大多数问题是由于用户的实践负载要求与继电器触点额外负载不同而引起的。①依据操控要求确认触点组合办法,如需求的是常开仍是常闭触点或转化触点;②依据被控回路多少确认触点的对数和组数;③依据负载性质与容量巨细确认触点有关参数,如额外电压、电流与容量,有时还需求考虑对触点触摸电阻、颤动时刻、分布电容等的要求。关于触点切换的额外值,电磁继电器一般规则它的性质及巨细。它的意义是指在规则的动作次数内,在定的电压和频率下,触点所能切换的电流的巨细。这一负载值是由继电器结构要素决议的。为了便于查核比较,一般只规则阻性负载。在实践运用中需求切换其它性质的负载。


  继电器的额外负载是指在规则的动作次数(寿数)内,在规则动作频率下,触点所能切换的纯阻性负载的巨细。显着,负载增大,继电器的寿数将缩短,但不存在一个通用的负载寿数对应联系,不同的继电器具有不同的负载与寿数的联系曲线,即寿数曲线。


  一般状况下,减小负载电压可使负载电流进步,减小负载电流可使负载电压进步,但不存在一个通用的负载电压电流对应联系。并且,即便负载电压电流中的一个无约束的减小,负载电压电流中的另一个不或许无约束的增大,而是有一个上限值。不同的继电器具有不同的负载电压与负载电流的联系曲线,即负载曲线。


  这儿还要提示的是,继电器额外值不必定适用于从零到规则值的一切负载。能牢靠切换10A负载的触点,并不意味着它能牢靠地切换10mA的负载。这是由于在不同规模负载下,触点的失效机理不同。


  继电器触点沟通额外值仅在规则的频率下适用。假如额外值是按400Hz规则的,那么60Hz下的切换才能一般显着是要低的。


  在切换不同步的单相沟通负载时,会存在相位差。所以应挑选触点额外电压为负载电压2倍、额外电流为负载电流4倍的产品。其次,合适沟通负载的触点不必定适用于几个电源相位之间的负载切换;用于相位转化的继电器(一般选用三位式触点)有必要进行三相沟通负载转化实验或契合有关规范,如GJB1042。


  在某些电路中,阐明的负载或许是沟通负载(典型的灯负载)。但其线圈驱动源或许是一个总是在正弦波的同一点上转化的电子电路。由于大多数继电器基本上是在必定的电压下动作时刻安稳的器材,因而,继电器触点实践切换的负载基本上是直流负载。这种状况或许会使触点寿数显着缩短。


  (5)按作业状况挑选继电器


  继电器的作业状况首要是指输入信号对线圈的效果状况。继电器线圈的规划是对应于不同的输入信号状况的,有长时刻接连效果的信号,有短期重复作业(脉冲)信号。接连作业是指线圈能接连地接受作业信号的长时刻效果。对脉冲信号还要考虑脉冲频率、通断比等。因而,要依据信号特色选用合适于不同作业状况的继电器,一般不答应随意运用,特别要留意不能将短期作业状况的继电器运用在接连作业状况,高温作业条件下特别要留意。在实践切换功率负载或大功率负载时,特别要考虑不宜切换速率过高。一般应少于10~20次/min。最大循环速率为:0.1次/(最大吸合时刻+最大开释时刻)s。


(6)按设备作业方位、设备办法及尺度,分量的挑选


  继电器作业方位与其结构特色有关,大多数继电器可在恣意方位下作业,但也有部分继电器作业方位有详细的规则。例如一般水银继电器,就规则要直立设备,其偏斜极限不得超越30℃,不然,由于水银的衔接中止将不起继电器效果。


  继电器除需满意在各种稳态的线路和环境条件下作业的要求外,还有必要考虑到各种动态特性,即吸合时刻、开释时刻,由于电流的动摇要素构成的颤动,以及触点磕碰构成的回跳等。


  上面咱们讲了怎样选用已批量安稳出产的继电器。假如在已出产的继电器中没有合适整机要求的种类、规范,那就要向继电器制作厂提出规划任务书,进行新品规划。


  电磁继电器的规划任务书一般包含:①操控电路参数:操控电源类型(是沟通仍是直流)、作业状况(线圈是处于长时刻、短期或是脉冲作业状况)、吸合值、额外值、开释值等。②被操控电路参数:负载类型(是直流仍是沟通:是阻性、理性或是其它)、负载巨细(闭路电流、开路电压或开断功率的巨细及改动规模)、触点组数及办法。③运用环境条件:极限温度、相对湿度、气压、振荡条件、冲击条件、离心条件,运用环境气氛(指一些特别条件)等。④寿数要求:一般应该阐明运用寿数和贮存寿数要求,运用寿数又分正常条件下和极限或特别状况下。⑤外形尺度、分量及设备尺度要求。对有失功率目标要求的继电器,除提出失功率目标相信度外,还要提出挑选项目及挑选要求,寿数实验的监测水平,监测延时,失效判据等。必要时还有必要对继电器出产厂提出牢靠性质量确保方面的要求及一些特别实验办法的规则等。⑥试制周期、费用、初次供给样品数量等。


  4影响电磁继电器牢靠性的运用要素


  (1)假如将有防尘罩的继电器用于温度有改动(昼夜)的和高湿的环境,则或许呈现冷凝现象,然后导致绝缘电阻下降乃至短路。这就需求在罩壳上开孔以供继电器换气,或选用密封继电器。(2)在清洗印制板上的继电器时,有些清洗剂对铜有很强的腐蚀性,而其它一些清洗剂会与线圈包带上的粘剂结起化学反响。(3)舌簧继电器运用在强的外磁场邻近,应有满意的磁屏蔽,以确保其正常作业。(4)负载接法①触点失效机理剖析标明,在中功率负载下,触点资料从阴极搬运到阳极。触点电弧测验得出,在相同负载下,动触点接阴极(如图1(a)所示),其燃弧时刻要比动触点接阳极(图1(b)所示)短一半以上,如JZX-10M、JZC-1M按图6-1(a)接法,一般燃弧为50μs左右,而按图1(b)接法,燃弧时刻大于100μs。由于燃弧时刻短,资料搬运量就小,其寿数就长,且牢靠,所以运用时应按图1(a)接法;而判定实验时则要按图1(b)接法,即加严要求。②切不可在衔接电源到双掷触点时将额外负载接到如图2所示的触点上。这样运用时,许多继电器都不能正常切换负载。(5)线圈接法一般继电器的线圈是不标正负极的,两头能够随意衔接。但在线圈去鼓励时,由于电感的效果,线圈内会发作反电动势,其峰值可高出额外电压的5倍以上,虽然其效果时刻很短,但会构成线圈漆层击穿或电路中的开关器材击穿。如按图3的办法在线圈两头接上维护二极管(当然用户也能够要求出产厂家按图2的要求出产继电器),此刻线圈两头的正负极性就固定下来,不能反接。对非密封继电器来讲,线圈在高湿非鼓励状况下,发作电解腐蚀的风险有必要给予留意。为了削减线圈腐蚀的风险,运用正极接地的电源,并且当继电器闲置不用时,尽或许将正极断开,让线圈坚持负电位。关于商业和工业用继电器,稳妥商实验室规则若电压超越50V,则不答应将地线堵截。(6)应将机电开关器材装在电源正极与继电器线圈之间,以求在断开状况下,安全地阻隔继电器电路,防止电击风险。在选用固体电子开关器材操控继电器线路时,应挑选漏电流满意小的器材,使继电器能在断电时牢靠开释。用于操控继电器的任何开关器材,有必要接受线圈电路开路时引起的瞬时电压峰值与线圈电路最小电压值之和,开关不发作损坏。(7)由于衔接导线中的电压降,继电器的吸合或许不得不低于电源电压。当运用衔接导线较长的门铃型布线时,特别是这样。(8)假如将继电器鼓励了一段时刻后开释,然后在短时刻内再次鼓励,那么由于线圈自身的温升,吸合电压将会变大。(9)当继电器或混合继电器与活络逻辑电路一道作业或接近时,继电器这些设备既不该发射也不该传导能损坏活络逻辑电路或使其误触发的满意大的射频瞬态电压。(10)继电器的设备耐振是继电器的一个重要目标,除继电器自身进步耐振才能外,设备办法对继电器耐振才能的影响也是很大的。(11)运送保管的影响如用户由总库向各运用单位发货运送时,恣意装盒、装箱会因磕碰构成产品机械参数改动,特别对错密封继电器。继电器的寄存环境应契合产品技能条件规范要求,特别要留意不能在高湿和有害气氛中寄存。(12)继电器动作进程中的特性对运用牢靠性的影响①触点回跳时刻任何电磁继电器都存在机械回跳时刻,只不过因其结构、动作原理不同而时刻长短不同罢了。长的可达几ms乃至10ms,短的仅100微秒左右。在特别电路中,如电码电路、脉冲电路中,或许因回跳发作时刻短闭合及断开引起失误,如发作漏字错码或误动作,这是一般继电器在电路中丧命的缺点之一。在运用中恰当挑选作业电压、动作频率等能够下降回跳。回跳在电路中还会构成搅扰脉冲影响其它电路。②动作不一起性多触点的电磁继电器动作不或许做到触点一起接通或断开。这便是动作的不一起性,一般相差0.1~0.2ms左右。在缓慢型输入信号效果下,这个时刻差会显着增大。③桥接当选用水银舌簧继电器时,要留意一般都有0.5ms左右的桥接时刻,即存在两个电路一起接通现象。④沟通声,简直一切的沟通继电器都会呈现某种噪声或沟通声。用户如有特定运用场合,与继电器厂商定沟通声答应强度。在舌簧继电器中,噪声系指紧跟着闭合后几ms时刻内呈现在开关引线之间的电压。它的发作是由于簧片在磁场里运动和由磁致弹性效应在它们中心发作了电压。假如舌簧切换的信号是用在紧跟着闭合后ms之内,噪声影响较大。


  5继电器线圈的瞬态按捺


  当继电器线圈断电时,其贮存的感应电能或许在直流电源线上发作高达1500V的浪涌电压,跟着固体器材运用量的不断添加,有必要对继电器线圈进行按捺,将其电压峰值约束在必定的规模。


  常见的线圈瞬态按捺办法有:在线圈上并联一个电阻器或阻容电路、或并联一个二极管。线圈瞬态按捺电路会使继电器开释时刻延伸,使触点转化速度变慢。


 6继电器触点的维护


  (1)当触点断开理性负载电路时,负载中贮存的能量有必要经过触点着弧来耗费为了消除和减轻电弧在断开理性负载时的危害,延伸触点的运用寿数,消除或减轻继电器对相关活络电路的电磁搅扰、危害,一般选用电弧按捺维护措施。常见的触点维护电路有:在理性负载上并联一个电阻或阻容电路、或并联一个二极管。
  (2)应尽量防止继电器输出端和输入端共线或连通,由于线圈去鼓励时,线圈上的反电势会加在触点上,使触点的断开电压增大,一起也会搅扰其它电路。

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