繼電器觸點失效分析及常用保護(hù)電路

1、 1. 關(guān)于觸點的根本考前須知 電壓 觸點電路的電壓，在電路含有感應(yīng)時會發(fā)生非常高的反向電壓，電壓越高能量越 大，由于觸點的消耗量、移動量增大，所以需要注意繼電器的控制容量。另外直 流電壓時控制容量會極度降低需要注意。這是 DC 的情況，如果象 AC 電流那樣沒 有零點電流為零的點，那么一旦發(fā)生電弧后很難消去，電弧時間變長是主因。 尤其是因為電流方向一定，在下面有所記述，所以會引起觸點的移動現(xiàn)象，與觸 點消耗相關(guān)。 一般在手冊中記載了大概的控制容量，但只有這些是不夠的，應(yīng)該在特殊的觸點 電路里進(jìn)行試驗確認(rèn)。另外，在手冊等里面雖然記載了電阻負(fù)載的情況和限定的 控制容量，但這主要是表示了繼電器的級

2、別，一般以 AC 的 125V 電路的電流容量 來考慮是比擬妥當(dāng)?shù)摹Ｊ謨灾杏涊d的最小適用負(fù)載并非繼電器可以通斷的下限標(biāo) 準(zhǔn)值、保證值。這個值由于通斷頻率、環(huán)境條件、被要求的接觸電阻的變化、絕 對值的不同,可靠程度是不同的。要求模擬微小負(fù)載控制或者接觸電阻為 100nrQ 以下的情況測量、無線等請使用 AgPd 觸點的繼電器。 電流 觸點閉合及開路時的電流對觸點影響很重要。例如負(fù)載為電動機(jī)或者指示燈的時 候，閉合時的沖擊電流越大,觸點的消耗量、移動量就越增加，由于觸點的粘連、 移動會產(chǎn)生觸點不能斷開的故障，請在實際使用時認(rèn)真確認(rèn)。 2. 一般觸點材料的特征 下表為觸點材料的特征。請在選擇繼電器時

3、進(jìn)行參考。 導(dǎo)電率導(dǎo)熱率在金屆中是最大的。由于低接觸電阻、低價 Ag 銀 位而被廣泛使用。缺點是在硫化物的環(huán)境容易生成硫化膜。 在低電壓微電流水平要注意。 AgCdO銀酸化 顯示了 Ag 具有的導(dǎo)電性和低接觸電阻，有良好的耐粘連性。 鎘 與 Ag 一樣在硫化物環(huán)境里容易生成硫化膜。 AgSnQ銀酸化具有比 AgCd 旋要優(yōu)良的耐粘連性。 與 Ag 一樣在硫化物環(huán) 錫 境容易生成硫化膜。 硬度融點高，耐電弧性好，不易被移動粘連，要求觸點 AgW銀車烏 壓力高。另外，接觸電阻也比擬高，耐環(huán)境性差。加工、向 接觸彈簧安裝也有限制。 AgNi 銀銳電傳導(dǎo)度可與 Ag 匹敵，耐電弧性好。 在常溫下耐蝕性

4、較好，耐硫化性雖然也不錯，但在微小功率 AgPd銀車巴電路里容易吸著有機(jī)氣體而生成聚合物，需要貼層金屆來防 止生成聚合物。價格貴。 仙全鏟兼具良好的耐腐蝕性和高硬度。作為鍍金觸點在小負(fù)載情況 Rh跟金佬下使用。在有機(jī)氣體環(huán)境中易生成聚合物 請注意。所以作點材料 外表 為密閉型干簧繼電器等使用。價格較貴。 將耐腐蝕性最好的 Au壓接在母材上，厚度均一和無小孔是 其最大的特征。使用環(huán)境條件比擬惡劣的情況下，特別對 于 微小負(fù)載效果大。已有標(biāo)準(zhǔn)品的金屆包層會有設(shè)計上、設(shè)備 上的困難。 與 Au包層效果幾乎相同。由丁鍍金處理會有小孔和龜裂的 可能，請注意保管。已有標(biāo)準(zhǔn)品的金鍍金比擬容易。 3. 關(guān)丁觸

5、點保護(hù) 反向電壓 象啟動 D 瑚電器那樣，通斷繼電器申聯(lián)電路或 DC 電動機(jī)、DC 套管、DC 螺線管 等的感應(yīng)性負(fù)載時必須進(jìn)行二極管等的浪涌吸收以保護(hù)觸點，這一點很重要。 切斷這些感應(yīng)負(fù)載時，會引起數(shù)白數(shù)千 V 的反向電壓，使觸點受到很大損害， 壽命可能會明顯縮短。另外，在上述負(fù)載的電流小丁 1A以下的領(lǐng)域里，反向電 壓產(chǎn)生白熱或者電弧放電的電弧，通過這個放電使空氣中含有的有機(jī)物分解，在 觸點生成黑色的異物酸化物、炭化物，導(dǎo)致接觸不良。 反向電壓和實際測量值的例子 在圖 1 a里，使感應(yīng)負(fù)載 R 為 OFF 的瞬間，會在線圈的兩端+、一方向產(chǎn)生 反向電壓e= -Ldi/d-t 圖 1 b那樣

6、的尖峰形，這個反向電壓通過電源線加 在觸點的兩端。 一般認(rèn)為常溫常壓的空氣中的臨界絕緣破壞電壓是 200 300M 所以，前面所說 的反向電壓如果超過的時候，會在觸點進(jìn)行放電，線圈儲藏的能量 1/2Li 2被 消耗。吸收反向電壓時，希望在 200V 以下。 有 3 種常用的繼電器保護(hù)電路：阻容電路、壓敏電阻電路和二級管電路 阻容電路: 處 理 Au金屆包層 貼金屆Au 鍍金金鍍 金 Au flash 金 :AUU 以開關(guān)或者與開關(guān)組成的成套保管中的觸點母材的保護(hù)為 繇跟土: 0.1目的 負(fù)載通斷時可以得到一定程度的接觸穩(wěn)定性。 0.5 電阻值和電容值的選擇以可以消除感性電壓為宜， 但是也不要過

7、分大引起其它問 題，如元件尺寸和本錢。一個很好地經(jīng)驗法那么是首先使電阻值等于電路電壓， 然 后根據(jù)電路感性電流的水平來選擇電容值，如果電流是 1A,選擇 0.1mF 的電容 是適合的。如果是更大的電流，那么電容值也要相應(yīng)增大。 因此，一個 120 VAC, 0.4 A的電路應(yīng)該使用 120 ohms 的電阻和 0.1 mF 的電容。 如果這個組合沒有很好地調(diào)節(jié)瞬態(tài)電壓，第一步先增加電容值，然后減小電阻值。 例如：120 ohm/0.1 mF的組合和47 ohm/0.2 mF的組合有大致相同的能量吸收 時間常數(shù)，但是由于后者有更小的電阻值,在某些特殊的應(yīng)用中比前者有更好的 性能。通常來說，對于一

8、個應(yīng)用是找不到一個完美的組合的，只是可以找到一些 可以正常工作的組合。在這個例子中電阻和電容的額定功率應(yīng)該選擇大于 20W 雖然說小功率值也可以工作，這樣可以讓能量快速消耗。在測試各種組合的時候， 注意不要損壞其它的電路元器件。 壓敏電阻電路: 壓敏電阻是一個阻值會隨著兩端電壓而發(fā)生變化的電阻。 一般來說當(dāng)兩端電壓接 近臨界值的時候電阻值會迅速減小，壓敏電阻可以用在一個很寬的電壓范圍和鉗 位電壓下。例如，在繼電器上有一個 220VAC 勺感性負(fù)載，可以使用額定電壓稍 微高于220V 的壓敏電阻。當(dāng)繼電器觸點翻開的時候，加在電路上的感性尖峰會 促使壓敏電阻的阻值降到很小，相當(dāng)于對地短路，因此繼電

9、器線圈上的電壓可以 被有效鉗位。 二極管電路: 在阻容電路中加上一個二極管可以幫助消除直流和交流負(fù)載電路中的感性電壓 尖峰，效果取決于電路如何搭建。注意二極管需要能承受來自感性負(fù)載的正常的 電壓和電流值。 電感器、電磁鐵、接觸器線圈、軟流圈等都是感性負(fù)載。接通瞬間，電磁線圈有 抑制電流上升的功能，不會出現(xiàn)浪涌電流；但關(guān)斷時，貯存在電磁線圈中的電磁 能通過觸點間燃弧消耗掉，這將導(dǎo)致觸點燒蝕，材料轉(zhuǎn)移、沾結(jié)。采用 RC 網(wǎng)絡(luò)、 二極管，壓敏電阻等觸點保護(hù)裝置可減少觸點的燒蝕。 負(fù)載的種類和沖擊電流 負(fù)載的種類和沖擊電流的特性是與通斷頻率也有關(guān)系的，是產(chǎn)生觸點粘連的一個 大的重要因素。特別是在有沖擊電流存在的負(fù)載的情況請與穩(wěn)態(tài)電流一起測定沖 擊電流值，并討論與選定的繼電器的余裕度。 下表顯示了有代表性的負(fù)載與沖擊電流的關(guān)系。另外，根據(jù)繼電器的不同 COM,NO 的極性會影響電氣壽命請用實際使用極性確認(rèn)。