電磁繼電器設(shè)計(jì)

1、浙江俊朗電氣有限公司電磁繼電器設(shè)計(jì)培訓(xùn)一：定義繼電器種類很多，絕大多數(shù)以電磁繼電器為主；繼電器與電磁繼電器有分別的含義： 他們都由兩個(gè)部分組成；既一個(gè)是輸入部分我們稱之為控制部分；二是輸出部分我們稱之為 被控制部分；繼電器的定義是控制部分輸入一定的物理量使被控制部分發(fā)生跳躍式的變化。（這個(gè)物理量可以是電、磁、光、熱、聲、氣壓等）；而我們說(shuō)的電磁繼電器就是磁的量積 累到一定的程度使被控制的電路發(fā)生有或無(wú)的變化。二：與一般開關(guān)區(qū)別一般的開關(guān)需要人為控制，譬如用手去撥動(dòng)；電磁繼電器不需要人為的，只要在控制部分輸入規(guī)格電，由電轉(zhuǎn)化為磁；而靠磁能去激勵(lì)被控制部分；一般開關(guān)的控制前后沒(méi)有實(shí)現(xiàn)前后電流的變化

2、（或負(fù)載的變化）；電磁繼電器它在被激勵(lì)后實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的接通與容量的斷開；它們之間的這個(gè)比例稱為繼電器的放大系數(shù)。三：功能及分類繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測(cè)、通訊、自動(dòng)控制、機(jī) 電一體化及電力電子設(shè)備中。概括起來(lái)，繼電器有如下幾種作用：1）擴(kuò)大控制范圍。例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號(hào)達(dá)到某一定值時(shí)，可以按觸點(diǎn)組的不 同形式，同時(shí)換接、開斷、接通多路電路。2）放大。例如，靈敏型繼電器、中間繼電器等，用一個(gè)很微小的控制量，可以控制很 大的功率的電路。3）綜合信號(hào)。例如，當(dāng)多個(gè)控制信號(hào)按規(guī)定的形式輸入多繞組繼電器是，經(jīng)過(guò)比較綜 合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。4）自動(dòng)、遙控、監(jiān)測(cè)。例如，

3、自動(dòng)裝置上的繼電器與其他電器一起，可以組成程序 控制線路，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。分類見如下表格：A、按繼電器的外形尺寸分表2名稱定義微型繼電器最長(zhǎng)邊不大于10毫米的繼電器超小型繼電器最長(zhǎng)邊大于10毫米，但不大于25毫米的繼電器1小繼電器最長(zhǎng)邊大于25毫米，但不大于5 0毫米的繼電器注：對(duì)于密封或密閉式繼電器，外形尺寸為繼電器本體三個(gè) 相互垂直方向的最大尺寸，不包括安裝件、引出端、壓 筋、壓邊、翻邊和密封焊點(diǎn)的尺寸。B、按繼電器觸點(diǎn)負(fù)載分類名稱定義微功率繼電器當(dāng)觸點(diǎn)開路電壓為直流27伏時(shí)，觸點(diǎn)額定負(fù)載電流（阻性）為 0 1安培.02安培的繼電器-弱功率繼電器當(dāng)觸點(diǎn)開路電壓為直流27伏時(shí)，觸點(diǎn)額定負(fù)

4、載電流（阻性）為0 5安培 1安培的繼電器中功率繼電器當(dāng)觸點(diǎn)開路電壓為直流27伏時(shí)，觸點(diǎn)額定負(fù)載電流（阻性）為大功率繼電器2安培、5安培的繼電器 o當(dāng)觸點(diǎn) 開路電壓為直流 27伏時(shí)，觸點(diǎn)額定負(fù)載電流（阻性）為10安培，15安培，20安培，25安培，40安培.的繼電器。四：電磁繼電器的結(jié)構(gòu)（1）電磁繼電器的基本組成部分：a、電磁系統(tǒng)由線圈和閉合磁路（鐵心、軛鐵、銜鐵及氣隙）b、接觸系統(tǒng)：是輸出電路的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；c、附屬部分：包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（將銜鐵的動(dòng)能傳遞給接觸系統(tǒng)組件）、返回機(jī)構(gòu)（彈簧、 永久磁鋼、重力）前面我們提到放大系數(shù)這個(gè)名詞；他的真正含義與客戶需求和設(shè)計(jì)者考慮結(jié)合的結(jié)果。 因?yàn)榫碗姶爬^電器

5、而言它的結(jié)構(gòu)方式同時(shí)也一定程度上決定了他的觸點(diǎn)容量:一般的繼電器 力的傳遞方式有兩種：直接（拍合式）與接間（推桿式）（結(jié)合我們公司，我將我們公司的 產(chǎn)品與負(fù)載和觸點(diǎn)壓力列表于下：（表1）名詞解釋：負(fù)載：指觸點(diǎn)最高容量在電路中能承受的電流大小;轉(zhuǎn)換力：我們又稱之為開離力，指的是A、C產(chǎn)品用克力計(jì)撥動(dòng)動(dòng)簧片頭部，往下靜的方 向，當(dāng)剛剛與下靜觸點(diǎn)接觸時(shí)刻的力稱之為轉(zhuǎn)換力；拍 合 式口夕 口口名負(fù)載轉(zhuǎn)換 力靜合壓力動(dòng)合壓 力觸點(diǎn)間隙跟動(dòng)mm通 信HRA1A2 3g0.18 d 0.25d2 0.05HRS11A0.18 d 0.25HRS1K1A0.18 d 0.25HRB11A2 2g0.18 d

6、0.25d2 0.05HRS21A0.15 d 0.250.05 d 0.12功 率HRS1KH33A0.18 d 0.25HRS415A/10A2 8g2 20gd2 0.35d2 0.1HRS4T12A/10A2 8gd2 0.30d2 0.12HRS4E10A2 8gd2 0.30d2 0.1CMP730A2 12g2 40gd2 0.75汽 車CMA115A/20A2 12g2 25gd2 0.35d2 0.1CMA220A2 10gd2 0.35d2 0.12CMA3335A/20Ad2 0.5d2 0.215A/8Ad2 0.5d2 0.2CMA5120A2 9g2 18gd2 0

7、.25d2 0.1推桿式AC33A/5A2 6g2 10gd2 0.25d2 0.1HRS3(T)10A2 6g2 18gd2 0.30d2 0.12V6/V6F10A/15A2 5g2 13gd2 0.25HRM10A2 20g2 40gd2 0.35d2 0.12HRM15A2 15g2 15gd2 0.35d2 0.12HRM216A2 20g2 40gd2 0.35d2 0.12HRM310A2 13g0.30 d 0.50d2 0.15HRM45A2 5g0.75 d 0.1d2 0.20HRMF20A/16A2 13g2 60gHMT28A2 10g2 20gd2 1.6d2 0.

8、12CMP620A2 18g2 25gd2 0.550.12 d 0.18拉簧式CMA440A2 35gd2 0.300.15 d 0.25CMA3140A2 35gd2 0.400.18 d301854030107055（備注：在使用較好材料后可適當(dāng)降低對(duì)壓力的要求。）2、保證接點(diǎn)閉合時(shí)，接點(diǎn)的回跳時(shí)間和由此而引起的磨損應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。一般NC壓力為NO（A）壓力的1/32/3左右。*3、接觸電阻：先談?wù)劷佑|電阻，這個(gè)是所有繼電器廠家的通病，我們匯港也不例外。接觸電阻：（Rc）閉合電路的電阻；從理論分析接觸電阻可以分為以下幾種電阻來(lái) 分析它：Rc=Rsp+Rconst+Rfilm，skin

9、 式中Rsp :擴(kuò)散電阻；與接觸電阻的幾何狀況決定；其偏心度對(duì)Rsp影響很大，當(dāng)然觸點(diǎn)電流的大 小也很重要。Rconst:收縮電阻；Rconst=K/CPm）在工程上常用右面經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算接觸電阻：式中：K一與觸點(diǎn)材料的物理化學(xué)性質(zhì)以及接觸表面狀況有關(guān)的系數(shù)m一與接觸形式、壓力范圍和實(shí)際接觸面的數(shù)目等因素有關(guān)的指數(shù)。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，在壓力不是太大的范圍內(nèi)，對(duì)于點(diǎn)接觸m=0.5,對(duì)于線接觸m=0.7,對(duì)于面接觸m=1。CP觸點(diǎn)終壓力從上可以看出接觸電阻與觸點(diǎn)壓力、觸點(diǎn)表面接觸形式及觸點(diǎn)材料有關(guān)；在觸點(diǎn)材料一 定的條件下；觸點(diǎn)壓力大表面接觸的是面接觸接觸電阻越小。（表4）不同繼電器類型的觸點(diǎn)壓力選擇的參

10、考參數(shù)繼電器類型觸點(diǎn)接觸壓力（克力）常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)干式舌簧繼電器3535微型電磁繼電器55超小型電磁繼電器810810小型電磁繼電器有震動(dòng)條件15201520無(wú)震動(dòng)條件1015812中型電磁繼電器15251020極化繼電器510510中間繼電器25302025（表5）不同接點(diǎn)材料所需的最小接壓力值（gf）材料 Ag Ag-Cu Pt Pt-Ir Au-Ni Pd WCP 值film:污染膜電阻：膜電阻：構(gòu)成繼電器技術(shù)的最大問(wèn)題之一既10nm的分子層厚度就可以產(chǎn)生膜電阻，且可導(dǎo)致相對(duì)高且不穩(wěn)定的接觸電阻。假定污染層厚度d，具有比電阻Qfilm，接觸面積a2n，則Rfi

11、lm=QfilmXd/a2n （對(duì)薄污染層Rfilm與Qfilm無(wú)關(guān)）Rskin：污表皮電阻：Rskin=QskinXd/a2n4、接點(diǎn)負(fù)載性質(zhì)：其中負(fù)載種類有：Ac交流M電機(jī)負(fù)載Dc直流Lamp燈負(fù)載R純電C容性負(fù)載 L感性負(fù)載直流負(fù)載的接點(diǎn)開閉電流容量遠(yuǎn)小于相同條件下的交流負(fù)載：接點(diǎn)開閉時(shí)要產(chǎn) 生電弧放電現(xiàn)象，開斷時(shí)比關(guān)合時(shí)要嚴(yán)重一些，對(duì)直流負(fù)載而言，由于它不存在像交流那樣 有過(guò)零的情況，因此相對(duì)而言，滅弧較難，且電弧持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)。也就是說(shuō)在其他條件相 同時(shí)（如環(huán)境、負(fù)載、開閉頻次、時(shí)間等）直流負(fù)載場(chǎng)合下接點(diǎn)容許的最大開閉電流較之交 流要小很多。另外：認(rèn)為觸點(diǎn)切換負(fù)荷小一定比切換負(fù)荷大可

12、靠是不正確的，一般的，繼電 器切換負(fù)荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的75%最好。電流小于100mA 會(huì)使觸點(diǎn)積碳增加，可靠性下降，故100mA作為試驗(yàn)電流的原因。當(dāng)觸點(diǎn)的負(fù)載性質(zhì)發(fā)生 改變時(shí)，其觸點(diǎn)負(fù)載能力將發(fā)生變用：參照下表2電阻性電流由感性由流電機(jī)電流燈電流最小電流10 0%30 %20 %15 %10 0mA3）浪涌電流繼電器外殼上標(biāo)識(shí)的是阻性額定負(fù)載，其浪涌電流大小見表3性 質(zhì)浪涌出流浪涌時(shí) 間表3浪涌時(shí)間阻性f k rrn ，la w穩(wěn)態(tài)電流L w 1 0-4 H 或 CO SER .螺線管10 2 0倍穩(wěn)態(tài)電流C C -7C T應(yīng)當(dāng)看作感性負(fù)載，但當(dāng)t =L /R

13、10 -4S時(shí)可馬達(dá)51 0倍穩(wěn)態(tài)_電流0.0 7 0.10 20 5視為阻性負(fù)載可用5 6倍電流 的阻性 負(fù)載來(lái) 代替試 驗(yàn)101 5倍穩(wěn)態(tài)電流0 3 4約3倍穩(wěn)態(tài)電流汞燈1U U 3UU霓虹燈鈉光燈510 倍 穩(wěn)志電13倍穩(wěn)態(tài)中流M 10容性負(fù)載20 4 0倍穩(wěn)態(tài)中流n n 1 |/ 碎產(chǎn)砰、聲、砂 on.rft 、佰半六若.億一任，卜土召普Q. iC_地珞六|i_瘟0.0 10.04長(zhǎng)輸送線、濾波器、電 源類應(yīng) 看 作容 1土負(fù) 載變壓器電磁接觸器3 15 rni，w心nu31 0倍穩(wěn)態(tài)電流002_004五：磁路組件的構(gòu)成整個(gè)磁路組件一般有鐵心、銜鐵、軛鐵組成；他們之間的組合形成一個(gè)磁路

14、；對(duì)于一般鉚合鐵心的磁路組件來(lái)說(shuō)（目前我們公司除HCP系列外）：其中軛鐵與鐵 心配合處和軛鐵與銜鐵配合處容易引起漏磁：因空氣的磁導(dǎo)率極小故我們應(yīng)盡可能 的避免漏磁；事實(shí)上完全避免是不可能的；這就要求我們對(duì)零件的要求如下：1、軛鐵刀口盡量平直；2、銜鐵極靴面盡量平整；3、軛鐵孔與鐵心端部過(guò)盈配合；且要求精沖；另附一般設(shè)計(jì)參考：一般鐵心長(zhǎng)度L比軛鐵高H長(zhǎng)一點(diǎn)；（考慮柳裝過(guò)程鐵心受到擠壓）L+辱H 長(zhǎng)多少視結(jié)構(gòu)而定一般至少0.10.2柳裝后極面差至少為0.050.07 （保證一定的跟動(dòng)，事實(shí)上保證0.050.07的跟動(dòng)既可保證一定的電腐蝕帶來(lái)的觸點(diǎn)磨損，又在一定上減小了機(jī)械力所做的功；目前公司大多數(shù)

15、產(chǎn)品的定在00.1 ）軛鐵的這個(gè)倒角一般取1.52.5不宜過(guò)大。以上計(jì)算含鍍層厚。鐵心長(zhǎng)L與鐵心有一定關(guān)系，一般在給出最大磁通時(shí)L=5dc（48較好）極靴頭Sn=（2.54）ScSc為鐵心dc的面積街鐵截面積Sa=（0.61.0）Sc軛鐵截面積SY=（1.0-1.3）Sc拿現(xiàn)有公司的產(chǎn)品作表分析如下：（表6）品名LdcL/dcScSnSn/ScSaSySa/ScSy/ScHRS4E10.53.353.139.0740.734.4910.329.61.131.05HRS49.533.167.0626.43.74891.131.24HRS215.72.46.54.528.041.783.14.80

16、.681.06HRS17.12.03.553.1415.895.063.066.00.971.91CMP620.845.212.5628.32.259.614.250.761.13CMP718.74.83.918.152.82.91519.50.831.08HRM3L18.936.37.0616.62.356.727.440.951.05HRM4N18.13.55.29.615.91.657.78.90.80.97AC310.92.25.53.8414.53.772.887.00.751.8HMT218.744.712.5638.53.068.613.60.681.08故，我認(rèn)為以上產(chǎn)品還留有

17、一定的余量可以進(jìn)行改進(jìn)，以避免成本上的浪費(fèi)。六：線圈組件的構(gòu)成我們把繞好漆包線的線圈稱為線圈組件；對(duì)于不同產(chǎn)品或同種產(chǎn)品不同規(guī)格他們所選擇漆包線均有所不同，其影響選擇漆包線 規(guī)格見如下；先介紹幾個(gè)參數(shù)概念：1、Qk窗口面積：理論上骨架空間所能繞滿的最大面積既bk.lk ； bk、lk分別為理論骨 架的繞線寬度和高度；2、Fk填充系數(shù)：它一定程度上取決于設(shè)備，對(duì)于手工繞線一般取0.45；對(duì)于自動(dòng)繞線 裝置的可取0.520.57；3、Scn導(dǎo)線截面積：與所選的漆包線徑的大小有關(guān)；Scn=n d?cn/44、B = lk/bk結(jié)構(gòu)系數(shù)：一般靈敏型繼電器可取大一點(diǎn)；先看看我們公司的結(jié)構(gòu)系數(shù)為:（表7）

18、結(jié)構(gòu)系數(shù)品名lkbkBHRS47.05.21.34CMA515.53.11.77HRS4E84.51.77HMT216.32.656.15HCP212.51.86.9AC38.31.55.53HRS15.22.951.76CMP712.84.42.9HRS2141.3510.37HRM3L15.82.56.32HRS38.82.353.74HRA4.81.43.4HRB14.11.153.56CMP617.82.57.125、W線圈匝數(shù)：W=Qk - Fk/Scn （選取漆包線線徑時(shí)需考慮供應(yīng)商的一些參數(shù)規(guī)格: 漆膜、電阻率、絲的最大絲張力等；因?yàn)槊恳粋€(gè)產(chǎn)家的這些規(guī)格都有一定差別）6、L平均平

19、均匝長(zhǎng)：對(duì)圓周型骨架L平均=PI （ Dh+D1 ） /2DH為繞線最大外徑;R 電阻值：R=p L 平均W/（n d2Cn/4）安匝數(shù)：IW （額定電壓時(shí)之電流與線圈安匝數(shù)的積）在已知規(guī)格的電阻和匝數(shù)求相同規(guī)格的匝數(shù)和電阻的簡(jiǎn)便方法: d1、d2、w1、w2為同規(guī)格的導(dǎo)線直徑和匝數(shù)d 2= di4 R2w2=wi7、8、9、D1為骨架外徑。I d 2 ）注：結(jié)合以上公式，我們可以求出不同產(chǎn)品的繞線參數(shù)。10、線圈溫升：一方面這個(gè)指標(biāo)放映了線圈的環(huán)境溫度電阻、工作中受激勵(lì)穩(wěn)定時(shí)（熱平衡）電阻， 是一種以電阻放映溫升的方式。另一方面它與線圈的功率有關(guān)；一般的講：在功率小于 0.72W時(shí)線圈的溫升

20、不可超過(guò)55K，在線圈功率大于0.72W時(shí)，溫升不可大于75K，因 為溫升太高容易使漆包線薄膜層融化或?qū)λ苄圆牧弦灿幸欢ㄓ绊?。At =w Ratw 平均溫升（單位K）rW-在負(fù)載下達(dá)熱平衡是的線圈電阻;Ra-在環(huán)境溫度下的線圈電阻；ta環(huán)境溫度C； a0在0C下，導(dǎo)電材料的電阻率溫度系數(shù)；a0=1/235 （K-1）。線圈溫升還與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的S散熱面積有一定的關(guān)系。七：接觸系統(tǒng)接觸系統(tǒng)是繼電器的主要部件之一；是輸出電路的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)不同接觸系統(tǒng)由一 對(duì)或多對(duì)組成，觸點(diǎn)組又可分為動(dòng)合、動(dòng)斷、轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)組（這與我們公司稱動(dòng)簧組件、靜簧 組件一樣）。根據(jù)繼電器的要求其接觸簧片可以是鋼性也可以是柔性的

21、（既有無(wú)彈性區(qū)分） 我們HKE的產(chǎn)品除拉簧繼電器可以一定程度上理解為剛性外，其余都是有彈性的了。1、簧片撓度計(jì)算：具體公式詳見材料力學(xué)，一般的它的撓度大小與以下因素有關(guān)：a、簧片寬度；（成平方關(guān)系）b、簧片厚度；（立方關(guān)系）c、 F力（事實(shí)上我們研究的是F而不是撓度）d、E材料彈性模量（值得我們注意的是材料的紋理方向與彈性模量有直接的關(guān)系，設(shè)計(jì)排樣圖務(wù)須注意）e、。材料疲勞強(qiáng)度（選擇材料與繼電器的壽命有關(guān)）2、觸點(diǎn)的尺寸及型狀：a、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表8于下：Il (A)D (mm)H (mm)220.652.511051.2可見經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)只是提供給我們一個(gè)選擇的參考；為節(jié)約貴金屬量；我們?cè)谧霎a(chǎn)品的過(guò)程

22、 中要多做試驗(yàn)來(lái)證明其可行性。b、接點(diǎn)跟蹤(1)對(duì)小型密封繼電器W0.03mm對(duì)小型功耗繼電器0.1mm左右對(duì)通訊繼電器一般在0.050.07左右。C、單觸點(diǎn)和雙觸點(diǎn)的可靠性比較3、電接觸過(guò)程：a、單觸點(diǎn)和雙觸點(diǎn)的可靠性比較表9與觸點(diǎn)排列有關(guān)的可靠性和失效頻率觸點(diǎn)排列圖AW_BC_D_L L觸點(diǎn)斷開的 形式單斷 點(diǎn)八、雙 斷點(diǎn)如B為并 聯(lián)式如C式為直接 連接如A為并聯(lián) 連接Rs系統(tǒng)可靠性Rs=RRs=R2Rs=1-（1-R2）2Rs= （1- （1-R2） 2Rs=1- （1-R） 2Rs 對(duì)于R=90%的壽命概率90%81%96%98%99%失效概率的 百分比比率50%100%17%6%5%

23、b、電接觸工作要經(jīng)歷四個(gè)過(guò)程：即閉合狀態(tài)、斷開過(guò)程、斷開狀態(tài)、閉合過(guò)程。我們理想的產(chǎn)品是觸點(diǎn)閉合時(shí)接觸電阻為零；接點(diǎn)斷開時(shí)接觸電阻無(wú)窮大；在閉合的 過(guò)程中接觸電阻瞬時(shí)由無(wú)窮大轉(zhuǎn)化為零；在斷開過(guò)程中接觸電阻瞬時(shí)有零轉(zhuǎn)為無(wú)窮大。但事 實(shí)上我們很難做到，在閉合狀態(tài)時(shí)耦合觸點(diǎn)間有接觸電阻存在，若接觸電阻太大，接可能導(dǎo) 致被控電路壓降過(guò)大或不通；在斷開狀態(tài)時(shí)要求觸點(diǎn)間有一定的絕緣電阻，若絕緣電阻不足 時(shí)就可能導(dǎo)致?lián)舸┓烹?，致使被控電路?dǎo)通；在斷開和閉合過(guò)程中有觸點(diǎn)彈跳現(xiàn)象，可能破 壞觸點(diǎn)的可靠閉合，在閉合和斷開過(guò)程中可能產(chǎn)生電弧破壞觸點(diǎn)可靠斷開。閉合狀態(tài)：由于接觸電阻存在，觸點(diǎn)溫升高故：在小電流負(fù)載2A

24、)時(shí)，溫升小不考慮;大電流負(fù)載時(shí)，局部溫度可高達(dá)600700OC甚至更高，因此要求其接觸電阻盡可能的小。斷開過(guò)程：*接點(diǎn)故障與繼電器壽命繼電器故障又叫失效，同任何元件一樣它的失效會(huì)遵循如下的特性曲線:I段為初期故障期，特征是隨時(shí)間推移而向負(fù)的方向變化，繼電器專業(yè)稱為先期失效，往往 因材料、制造工藝環(huán)境等多種因素可能導(dǎo)致繼電器的投入使用，故障頻頻；II正常使用期，期間所發(fā)生的故障謂之偶發(fā)性故障，一般情況下這一段的故障率為常數(shù)， 服從指數(shù)分布，通常繼電器的失效研究也就在這一段。III段為摩耗故障期，一般此階段隨時(shí)間推移正向增加，正常老化期。繼電器設(shè)計(jì)者一般在 規(guī)定負(fù)載的壽命點(diǎn)是在t1lifeR2這

25、使時(shí)間常數(shù)大為減少，繼電器吸合加快，加重零件撞擊力，反彈力，加速由 此帶來(lái)的磨損和接點(diǎn)電蝕，嚴(yán)重降低接點(diǎn)負(fù)載切換能力，減少其電壽命。使用繼電器對(duì)觸點(diǎn)注意事項(xiàng): 觸點(diǎn)是繼電器的最重要組成部分。他們的性能收以下因素的很大影響、諸如觸點(diǎn)的材料，所 加電壓及電流值（特別是是觸點(diǎn)激勵(lì)和去激勵(lì)時(shí)的電壓及電流波形），負(fù)載的類型，工作頻率，大氣環(huán)境，觸點(diǎn)配置及跳動(dòng)。如果其中任何因素不能滿足預(yù)定值，可能就要發(fā)生諸如觸 點(diǎn)見的金屬電積，觸點(diǎn)焊接、磨損、或觸點(diǎn)電阻快速增加等問(wèn)題。1）接觸電壓（交流，直流）當(dāng)繼電器斷開，感性負(fù)載時(shí)，在繼電器的觸點(diǎn)電路中便產(chǎn)生相當(dāng)高的反電動(dòng)勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)越 高，觸點(diǎn)的損壞便越大。這會(huì)造成

26、直流轉(zhuǎn)換繼電器開關(guān)容量的嚴(yán)重降低。這是因?yàn)楹徒涣鬓D(zhuǎn) 換繼電器不同，直流轉(zhuǎn)換繼電器沒(méi)有零交叉點(diǎn)。一旦產(chǎn)生電弧，它就不容易減弱，從而延長(zhǎng) 了發(fā)弧時(shí)間。此外，直流電路中電流的單向流動(dòng)也會(huì)使觸點(diǎn)產(chǎn)生電積，并很快磨損。2）接觸電流通過(guò)觸點(diǎn)的電流量直接影響觸點(diǎn)的性能。如當(dāng)繼電器用來(lái)控制感性負(fù)載，諸如電動(dòng)機(jī)或電燈 時(shí)，觸點(diǎn)的磨損將更快，并且由于觸點(diǎn)的浪涌電流增加，在配合觸點(diǎn)間，便會(huì)更經(jīng)常地產(chǎn)生 金屬電積。因此在某些部位，觸點(diǎn)會(huì)不能打開。3）觸點(diǎn)保護(hù)電路推薦使用設(shè)計(jì)用來(lái)延長(zhǎng)繼電器期望壽命的觸點(diǎn)保護(hù)電路。這種保護(hù)另外的好處是能抑制噪 聲，并防止產(chǎn)生碳化物及硝酸，否則當(dāng)繼電器觸點(diǎn)打開時(shí)，它們將產(chǎn)生在觸點(diǎn)表面。但是

27、除 去正確設(shè)計(jì)，保護(hù)電路會(huì)產(chǎn)生以下不利影響：諸如延長(zhǎng)繼電器釋放時(shí)間。以下列表舉例說(shuō)明：表一電路舉例適用性 特性及說(shuō)明AC DC元件選擇冷 RT電源 感性負(fù)載尚好當(dāng)繼電器在交流&壓上工作時(shí)， 負(fù)載阻抗必須kRC電路小得多C及F的最佳值是：C：用于1安培接觸電流為0.5微法R用于1伏接觸電壓為.5 1歐CR飛C感性負(fù)載R電源當(dāng)使用繼電器電磁線圈作為負(fù)載 時(shí)，觸點(diǎn)釋放時(shí)間將被延遲。當(dāng) 供電電壓為2448伏時(shí)，如跨接 在負(fù)載兩端，此電路是有效的。當(dāng)電源電壓為00240伏時(shí)，將 電路跨接于觸點(diǎn)之間。由于負(fù)載的性質(zhì)及繼電凝能的差量這些 數(shù)值不總是與最佳值。當(dāng)觸點(diǎn)打開時(shí)，電 容器C抑制放電，暗觸點(diǎn)打開時(shí)，電

28、容器 邛艮制所加電流。一般地說(shuō)，使用絕緣強(qiáng)度 為200300伏的電容器3，如果電路由交流 電源供電，則使用一交流E容器（非極化。二極管在一個(gè)線圈（感性負(fù)載）中儲(chǔ)存的能 量，當(dāng)電流通過(guò)與線圈并聯(lián)負(fù)載的電 阻，以焦耳能量勺方式耗散。這種型 式的電路對(duì)釋放寸間的延遲，HEC型 電路更多。使用反向擊穿電壓大于電路電壓10倍，正向 電流額定值大于負(fù)載電流的二極管，具有反 向擊穿電壓為電源電壓2至3倍的二極管，可 用于電路電壓不是特別高的電子線路電二極管+齊納管電源感性負(fù)載在二極管保護(hù)電路的釋放寸間證明太 慢的地方，此電路可用來(lái)有效的縮短 釋放時(shí)間。齊納二極管的擊穿電壓應(yīng)與電源電壓大致相同感性負(fù)載通過(guò)利用

29、變阻器勺恒壓，此電路防止 加于觸點(diǎn)之間的高壓。它也多少能延 遲釋放時(shí)間。當(dāng)電源電壓為?448伏 如此電路跨接于負(fù)載兩端是有效的如 電源電壓為00240伏，將此電各跨 接于觸點(diǎn)之間。磁干擾由于繼電器的線圈有磁場(chǎng)現(xiàn)象，因此強(qiáng)磁場(chǎng)元件、強(qiáng)的雜散磁場(chǎng)周圍如果有繼電器工作的話， 可以肯定會(huì)對(duì)繼電器的工作帶來(lái)非常不利的影響。直接導(dǎo)致繼電器工作失效。另外，高頻電 源干擾也會(huì)使繼電器被感應(yīng)加熱，造成損傷。*繼電器的安裝為了發(fā)揮繼電器固有的機(jī)能，正確地選擇繼電器的安裝方式是至關(guān)重要的。1）抗沖擊性：理論上繼電器必須安裝的使加至繼電器的任何沖擊或振動(dòng)與繼電器銜鐵的工 作方向成直角，特別是當(dāng)繼電器線圈未激勵(lì)時(shí)，抗沖

30、擊性及抗干擾性都受繼電器安裝方向的 影響。2）安裝間隔：當(dāng)許多繼電器裝在一起時(shí)，由于繼電器之間的溫度影響，可能產(chǎn)生異常高的 熱量。所以要在繼電器之間提供適當(dāng)距離，以發(fā)散熱量，當(dāng)使用繼電器時(shí)，要保證最小安裝 間隔，還有，如果許多帶有繼電器的印刷電路板裝在一個(gè)機(jī)架上，溫度便會(huì)升高。3）樣式設(shè)計(jì)：當(dāng)從半導(dǎo)體電路的角度來(lái)看時(shí)，繼電器會(huì)是一個(gè)噪聲源。在設(shè)計(jì)印刷電路板 上繼電器及其他半導(dǎo)體元件的電路配置時(shí)應(yīng)以于考慮，將用于繼電器的浪涌抑制器，放置得 盡可能的接近繼電器；不要將信號(hào)，諸如容易受噪聲影響的音頻信號(hào)，布線在繼電器下方。4）其他：a、落地品慎用:我司在繼電器生產(chǎn)過(guò)程中從工作臺(tái)面上落到地上的產(chǎn)品是做

31、廢棄處理的， 所以客戶在使用時(shí)因小心不要使繼電器落地，如果考慮成本等不廢棄，則必須經(jīng)過(guò)再測(cè)試等 合格后方可使用。b、當(dāng)安裝中對(duì)焊有繼電器的PC板進(jìn)行加工時(shí)，必須注意操作條件，應(yīng)該避免強(qiáng)烈的振 動(dòng)和沖擊同時(shí)也要避免加工中粉塵對(duì)繼電器的污染影響。*常見材料的對(duì)比（使用于動(dòng)簧片上）（具體資料應(yīng)參考使用供應(yīng)商提供資料為實(shí)）鈹銅MAX251MSP1PMC導(dǎo)電率60以上4855以上48.3導(dǎo)熱194264彈性模量縱向132橫向52縱向130縱向125拉伸強(qiáng)度700-850600-700420-600比重8.75g/cm38.878.8八吸力特性與反力特性1、電磁理論基礎(chǔ)：（詳見高二物理）基本公式見下表10

32、公式說(shuō)明單位備注與其他關(guān)系0=IN安匝0是磁動(dòng) 勢(shì)I為電流、N為繞組 數(shù)ABI仞0=HI=ORm=日日 pA為磁通、Rm為磁阻0、B為磁通密、度、A為磁橫截面 g0為磁場(chǎng)常數(shù) 口為相對(duì)磁導(dǎo)數(shù)V=HL磁壓V為磁壓H為磁場(chǎng)強(qiáng)度L為磁通線有效長(zhǎng)度A Am-im rH =也LTT 0 B中H =I p p p p AHiIi+H2I2+“+HnIn=IN磁壓之合等于磁動(dòng) 勢(shì)B=卅H絕對(duì)磁導(dǎo)率片四0四H 0=4 兀10-7中B=p p AO=BA O=0/Rm麥克斯韋吸力公式中2 F=2|i AF為吸力b2 a是磁通量A是磁極的F- B為磁通密度橫截面、已是磁場(chǎng)常數(shù)2H 02、磁性材料:順磁性物質(zhì)：是在

33、外磁場(chǎng)的作用下，在磁場(chǎng)的正向有極小的磁化物質(zhì)。如空氣、鉛、錫等。 反磁性物質(zhì)：是在外磁場(chǎng)的作用下，在磁場(chǎng)的反向有極小的磁化物質(zhì)。如銅、氨和水等。 強(qiáng)磁性物質(zhì)就是在外磁場(chǎng)的作用下，在磁場(chǎng)的正向有非常強(qiáng)的的磁化作用的物質(zhì)。3、基本磁化曲線（磁滯曲線）：席可牌埠丸mH廣卜7 = f (H)升史粗葉。獎(jiǎng)上?I井*肝(Hrr I.H Hi ii II .= - H .1 hf I I Ih,= - I I卻l- Ii方華，睥第.Ill ii反席卜H I ! H i Hi i ii=-Hif=-Hi V 靜.1 Ill 1.i U H = ii.-=由此可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化始終滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化。這

34、種現(xiàn)象稱為磁滯現(xiàn)象。 隨著Hm的增加，磁滯回線面積及Bm也逐漸增大但當(dāng)Hm=Hs以后，Bm值將基本不變，Bm=Bs。 此時(shí)即為磁飽和，此時(shí)的磁滯回線如圖中的cc dd所示。當(dāng)H從Hs降到H=0時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Br稱為剩磁，而使B為零所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hc稱為矯頑磁場(chǎng)強(qiáng)度或矯頑力。設(shè)計(jì)磁路時(shí)，我們理想的是：磁路工作（吸和）時(shí)磁力能飽和發(fā)揮；當(dāng)釋放時(shí)磁力消失以免 影響對(duì)產(chǎn)品的釋放時(shí)間或電氣參數(shù)。這就說(shuō)我們選材時(shí)，應(yīng)盡可能的選低的矯頑力高的磁導(dǎo) 率伽ax高的電阻率及良好的磁性穩(wěn)定性的軟磁材料。磁性等級(jí)牌號(hào)矯頑力Hc不大于最大磁導(dǎo)率不小于備注高級(jí)DT3A、 DT4A、 DT5A720.00875特級(jí)DT4E

35、、 DT6E480.0113超級(jí)DT4C、 DT6C320.0154、吸力特性與反力特性（1）反力特性的理解：（2）吸力特性與反力特性匹配的5種狀態(tài)的理解:A、工作安匝曲線：此時(shí)吸力遠(yuǎn)高于反力特性，在銜鐵上有足夠大的保持力，我們通常將工作安匝與吸合 安匝的比值稱為儲(chǔ)備系數(shù)或安全系數(shù)，一般取1.254.00。如果考慮吸力與反力的影響在繼電器上的力的關(guān) 系的話，可以正比與上克力與下克力的比值的關(guān)系。B、吸動(dòng)曲線：表示銜鐵在各個(gè)位置上，作用在它之上的電磁吸力超過(guò)機(jī)械反力，所以繼電器可吸動(dòng)并能 吸到底。C、保持曲線：當(dāng)繼電器的線圈在此安匝時(shí)，雖然吸力低于吸動(dòng)特性曲線，但是由于此時(shí)的銜鐵工作氣隙很 小，

36、電磁力仍然大與機(jī)械反力，所以此時(shí)的繼電器的銜鐵仍能保持在吸合位置。（繼電器的釋放值與吸合值之比稱為返回系數(shù)用Kf表示：一般在0.30.8之間。設(shè)計(jì)時(shí)：為使繼電器靈敏 度提高減少繼電器的吸動(dòng)安匝和減輕對(duì)銜鐵對(duì)鐵心的沖擊，應(yīng)盡量使繼電器的吸力特性曲線和反力特性曲 線靠近，但不能出現(xiàn)兩次交叉）5、功的概念:電磁系統(tǒng)的擬定功等于它的吸合安匝下的吸力乘上它的銜鐵行程。And=Fxm * （6 m-6 0）Fxm銜鐵釋放位置、線圈為吸合安匝時(shí)所產(chǎn)生的吸力6 m釋放位置工作氣隙（max值）6 0吸合位置工作氣隙（min值）And=f（6）是個(gè)變量，6 =0時(shí)，And=0，6 m=max時(shí)And也不大（因?yàn)榇?/p>

37、時(shí)吸力很小）， 對(duì)于直流電磁系統(tǒng)而言存在一個(gè)最佳工作氣隙，此時(shí)的And最大。由于電磁系統(tǒng)的不同吸力 特性也不同，因此出現(xiàn)最佳And的氣隙也是不一樣的；如下所示：通常我們希望And取得越大越好，為了便于比較引入電磁系統(tǒng)的機(jī)械效率概念:And Fxm * （8m - 8 0） 門所以AndJ中（12 8 日 s=品嗎. r（8 -80）18w Fx * db8 0如使n獲得最大，須含6 m=6 xj而6 m是由反力系統(tǒng)決定的，故只有用選取不同形式的 電磁系統(tǒng)以求在不同的吸力特性下找出最佳6 0（2）擬定功與電磁系統(tǒng)主要參數(shù)和尺寸之間的關(guān)系在小氣隙且6與極面S比很小很小時(shí)。如忽略漏磁Fxm=七虬 s

38、式（ ：。）實(shí)際上是氣隙（8 一8?這一段氣隙的磁阻，日 sm 08 R （8 -8 ） = U（8 -8 ）為8 -8這一段氣隙的磁壓降8m 0m 0m 0這樣U （8 _8。）= H（C8 -80）B8=8 s / S:.And = 2B8 H8 S （8 -8）這說(shuō)明在6不大時(shí)，如不考慮漏磁產(chǎn)生吸力則And約等于電磁系統(tǒng)中在工作行程中所儲(chǔ)存 的磁能。這樣可以認(rèn)為當(dāng)6 m 一定時(shí)，可以通過(guò)改變磁極形狀等方法改變氣隙中之能量以 求獲得最大擬定AndmaxAnd與靈敏度，吸合時(shí)間常數(shù)的關(guān)系：令8 = U（8 -8）G（8 -8）如前面所述：掐-8駕二、方m0以、。比例系數(shù)式中：（IW）X h:

39、吸合安匝G：磁路系統(tǒng)之總磁導(dǎo)于是：And=a2 P （IW）2 x h G = 2a2 p （I x h）2 W2 x G Gt式中：G =竺為線圈單匝折算電導(dǎo)ed p LP這里Q繞組窗口面積；p導(dǎo)線電阻率；Kt線圈添充系數(shù)；Lp平均匝長(zhǎng)e p L線圈電阻：R= W2 x pQKt吸合功率：Pxh=（Ixh）2r時(shí)間常數(shù)：T=Ged*GAnd=：以2p Pxh Ta p為結(jié)構(gòu)系數(shù)，在設(shè)計(jì)合理時(shí)一般不變，故，為常數(shù)。要想And大：1、加大吸合功耗Pxh 2、加大吸和時(shí)間。當(dāng)And為常數(shù)時(shí)：Pxh與T成反比，結(jié)論：靈敏就不可能快（T要大）；快速（T?。┚筒粫?huì)靈敏（Pxh要大）（從這點(diǎn)可理解我們?yōu)槭?/p>

40、么將帶H的產(chǎn)品既功率底稱為靈敏型附I：有關(guān)繼電器性能的常用術(shù)語(yǔ)推薦術(shù)語(yǔ)非推薦術(shù)語(yǔ)Hold,measured實(shí)測(cè)保持值Nondropout, measured 實(shí)測(cè)不釋放值Nonrelease, measured 實(shí)測(cè)不釋放值Hold, specified規(guī)定保持值Maximum dropout最大釋放值Nondropout, specified 規(guī)定釋放值Nonrelease, specified 規(guī)定釋放值Nonpickup, measured實(shí)測(cè)不吸合值Nonopertae, measured 實(shí)測(cè)不動(dòng)作值Nonpickup, specified 實(shí)測(cè)不吸合值Minimum pickup最

41、小吸合值Pickup, measured實(shí)測(cè)吸合值opertae, measured 實(shí)測(cè)動(dòng)作值 Pull in value, measured 實(shí)測(cè)吸合值 Operate value, just 剛剛動(dòng)作值Pickup, specified 規(guī)定吸合值opertae, specified 規(guī)定動(dòng)作值Pull in value, specified 規(guī)定吸合值 Operate value, must 必須動(dòng)作值 Maximum pickup最大吸合值Operate time動(dòng)作時(shí)間Pickup time吸合時(shí)間Dropout, measured 實(shí)測(cè)釋放值Release, measured 實(shí)

42、測(cè)釋放值Dropout, specified 規(guī)定釋放值Release , specified 規(guī)定釋放值Minimum, dropout最小釋放值Release time釋放時(shí)間Dropouttime釋放時(shí)間Transfer time轉(zhuǎn)換時(shí)間附II控制用繼電器的主要故障原因和對(duì)策控制繼電器是由線圈，觸點(diǎn)，鐵心等部件構(gòu)成通常故障出現(xiàn)最多的地方是接點(diǎn)接觸部位，其次是線圈部分，由于 使用方法不當(dāng)或使用條件的嚴(yán)苛而帶來(lái)的故障則不是十分容易掌握的，因此在使用前必須十分認(rèn)真的考慮如何正確 的選擇使用。下表是一般容易出現(xiàn)的故障及對(duì)策故障1、動(dòng)作不良(1)(2)(3)(4)(5)繼電器線圈額定電壓選擇錯(cuò)誤

43、極性部 隊(duì)(對(duì)有極性繼電器而言) 無(wú)輸入信號(hào)電源電壓下降回路電壓下降對(duì)策準(zhǔn)確選擇額定電壓確認(rèn)線圈引出線方向檢查線圈輸入端子接觸情況確認(rèn)電源電壓確認(rèn)回路電壓尤其對(duì)長(zhǎng)距離和在大形機(jī)器鄰近工作的 繼電器而言。隨著使用環(huán)境溫度的升高而帶來(lái)的 吸動(dòng)電壓的增高線圈斷線(6 )確定合理的單只電器20C下的吸合 電壓與額定電壓的比例關(guān)系(7 )檢查有關(guān)燒損或是電離電蝕2、釋放不良(1)(2)(3)(4)(5)信號(hào)沒(méi)有去掉向鄰電誤向線卷供電與半導(dǎo)體電路組合時(shí)線路中有殘余電壓線圈與電容并聯(lián)觸點(diǎn)熔焊在一起.(1 )檢查線圈引線腳電壓(2 )檢查線圈引線腳電壓(3 )檢查線圈引線腳電壓檢查線圈引線腳電壓觸點(diǎn)熔焊處理辦

44、法解決3、線圈燒損線圈激勵(lì)電壓不對(duì)線圈額定電壓不對(duì)匝間短路檢查線 圈兩端電壓檢查線 圈兩端電壓檢查使用環(huán)境氣體 有無(wú)變化4、接點(diǎn)熔著(1)(2)(3)(4)(5)負(fù)載設(shè)備太大觸點(diǎn)容量不足 開關(guān)頻率過(guò)大負(fù)荷短路顫抖觸點(diǎn)的異常開關(guān)壽命終了改變負(fù)載對(duì)象確認(rèn)開閉次數(shù)檢查負(fù)載回路情況檢查觸點(diǎn)工作狀態(tài)檢查觸點(diǎn)予定壽命期限5、接觸不良觸點(diǎn)表面氧化觸點(diǎn)磨損由安裝不良而帶來(lái)的接觸不良(1 )檢查使用環(huán)境(2)檢查是否進(jìn) 入壽命終了期(3 )檢查安裝6、觸點(diǎn)耗損異常(1)(2)(3)繼電器選擇不當(dāng) 負(fù)載機(jī)器搭配不當(dāng) 無(wú)觸點(diǎn)保護(hù)電路(4)相鄰觸點(diǎn)間耐壓不足正確選用正確選用追加消火花電路正確選用7、噪聲(1 )線圈電壓不足(交流更是如此)電源紋波系數(shù)過(guò)大線圈額定