常用繼電器選擇應(yīng)用知識

1選用繼電器的一般原則怎樣才能正確地選用繼電器呢？一是要做到“知已知彼”,即首先必須對繼電器所控制的對象一一被控回路的性質(zhì)、特點以及對繼電器的要求等都要有周密地考察和透徹地了解。其次，對繼電器本身的各種特性一一原理、使用條件、技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)工藝特點以及規(guī)格型號等,做到全面的掌握與認真分析；二是按“價值工程”原則，從先進性、合理性、可用性、經(jīng)濟性全面考慮，作到正確地選用和使用繼電器。正確選用繼電器的原則具體來講應(yīng)該是：(1)繼電器的主要技術(shù)性能，如觸點負荷,動作時間參數(shù)，機械和電氣壽命等,應(yīng)滿足整機系統(tǒng)的要求；(2)繼電器的結(jié)構(gòu)型式(包括安裝方式)與外形尺寸應(yīng)能適合使用條件的需要；(3)經(jīng)濟合理。2選用提綱為了減少繼電器選用中的隨意性，提高自主性，選用前應(yīng)編寫選用提綱,一般包括以下要素：(1)氣候應(yīng)力作用要素溫度范圍：濕度范圍；大氣壓力；沿海大氣；砂塵污染；化學污染；磁干擾；其它特殊氣候應(yīng)力。(2)機械應(yīng)力作用要素振動應(yīng)力；沖擊應(yīng)力；離心作用及其它。(3)輸入?yún)⒘恳亟涣鲄⒘考睿恢绷鲄⒘考?；溫度變化影響；有或無觸點開關(guān)激勵方式；固體器件開關(guān)激勵方式；遠距離有線激勵方式；互相干擾等激勵因素；低壓激勵與高壓(強電回路)輸出隔離因素等。(4)輸出參量要素白熾燈；容性負載；電機負載；電感器、螺線管、接觸器線圈、扼流圈負載；直流阻性負載；中等電流負載；低電平負載；干電路負載等。(5)安裝方式要求焊接式、插入式、螺釘式或其它(如導(dǎo)軌式安裝等)(6)安全要素阻燃要求；過載能力要求；絕緣抗電水平。(7)篩選要求篩選要求包括篩選的項目、所加應(yīng)力，監(jiān)測水平、監(jiān)測手段、失效判據(jù)等。(8)失效率要求與可靠性評估失效判據(jù)；失效率評估及置信度。3選用電磁繼電器的一般步聚：作為選用繼電器的第一步，是確定其應(yīng)用分類，由此初選一種在給定條件下曾經(jīng)有過成功應(yīng)用的繼電器類型，然后按下列步聚使所選用繼電器最適合于規(guī)定應(yīng)用。(1)按照輸入的信號確定繼電器的種類不同作用原理或結(jié)構(gòu)特征的繼電器，其要求輸入的信號的性質(zhì)是不同的。例如熱繼電器是利用熱效應(yīng)而動作的繼電器；聲繼電器是利用聲效應(yīng)而動作；而電磁繼電器則是由控制電流通過線圈產(chǎn)生的電磁吸力而實現(xiàn)觸點開、閉。這就要求使用者首先要按輸入信號的性質(zhì)選擇繼電器種類。例如反應(yīng)電壓、電流或功率信號時，選用電壓、電流或功率繼電器；反應(yīng)脈沖信號或有極性要求時，應(yīng)選用脈沖、極化繼電器等。在這里，簡要地介紹一下電壓和電流繼電器的區(qū)別，以供用戶正確選用。從工作原理來講，二者均屬電磁繼電器，沒有任何區(qū)別。但從繼電器的設(shè)計講，二者是有區(qū)別的。電流繼電器磁路系統(tǒng)按IW=C來考慮，即在繼電器動作過程中由于銜鐵的動作而導(dǎo)致線圈電感發(fā)生變化時，也不會影響到回路電流值。該電流是由回路中其它電路元件較大的阻抗決定了的，電流繼電器線圈阻抗對整個回路阻抗的影響可忽略不計。因此，一般電流繼電器線圈導(dǎo)線匝數(shù)少，電感和電阻均較小，因而線圈電流較大。供給電流繼電器線圈的是恒定的電流值。電壓繼電器線圈輸入的信號是相對恒定的電壓值，一般是電源電壓直接加在線圈上或通過網(wǎng)絡(luò)分配給它以恒定的電壓值。因此，回路電流主要取決于線圈阻抗，一般不涉及其它回路元件。為了盡量減小它對其它支路的分流作用,一般導(dǎo)線細，匝數(shù)多,電感和電阻都較大，線圈電流不大。選用電流或電壓繼電器時，要有相對的電路條件。電流繼電器要求恒流源電路條件,即回路有較大阻抗與之串聯(lián),它本身阻抗對回路電流影響很小。電壓繼電器要求提供恒定的電壓。電流繼電器當作電壓繼電器用，因其線圈電阻小,很容易燒壞線圈,甚至造成電源短路。如將電壓繼電器當電流繼電器使用線圈串接在線路里時，由于其大的阻抗會明顯地改變原來回路參數(shù)，會因線圈得不到足夠的電流而繼電器不動作。值得注意的是交流繼電器線圈通常承受過電壓的能力比直流繼電器差。在直流繼電器線圈中，外加電壓的增加所引起電流增加的速率較低。這是因為線圈的溫升引起線圈電阻的上升。然而在交流繼電器中，外加電壓的增加引起電流的增加，同樣引起線圈電阻增加,這將造成導(dǎo)磁零件進一步飽和,使感抗進而使阻抗大幅度下降。結(jié)果是線圈電流增加速率要比外加電壓增加的速率快，因此，由于外加過電壓造成的過熱比直流繼電器容易發(fā)生。(2)按使用環(huán)境條件選擇繼電器型號環(huán)境適應(yīng)性是繼電器可靠性指標之一。使用環(huán)境和工作條件的差異，對繼電器性能有很大的影響。下面介紹幾個主要環(huán)境因素的變化對電磁繼電器性能的影響。環(huán)境溫度①環(huán)境溫度的升高加速了絕緣的老化，絕緣性能下降，縮短使用壽命。②對于反應(yīng)溫度變化的溫度繼電器、熱繼電器等,環(huán)境溫度的變化直接影響保護特性的變化；對電磁繼電器來講，溫度的升高,某些絕緣材料的熱變形使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)和動作參數(shù)會發(fā)生變化。③溫度升高線圈溫升相應(yīng)增高,不但漆層老化加劇，對電壓繼電器來講，還直接影響到吸合、釋放參數(shù)的變化。電流繼電器，溫度升高，功耗增大，亦影響絕緣和觸點切換特性。④溫度升高加速某些零件的氧化過程。對觸點來講，不但其材料本身氧化，而且加劇表面膜電阻的形成，直接影響接觸可靠性，特別在低電平下。⑤溫度升高，熄弧困難，切換能力下降，觸點腐蝕加劇。額定負荷時，易形成觸點粘結(jié)，中等電流時易析出碳化物，降低接觸可靠性。⑥在低溫下，鍍層材料，如金鍍層冷粘作用加劇，小電流負載或低電平下會形成冷粘故障。對一些非密封或密封性不好的繼電器，低溫下可能觸點間形成冰霜，直接影響觸點的導(dǎo)通。對于釬焊錫封繼電器，在低溫下，錫的脆裂會影響產(chǎn)品的氣密性。振動與沖擊電磁繼電器觸點簧片多為懸臂梁系統(tǒng)，固有頻率較低。在接近或達到固有頻率的外界振動作用下會引起諧振，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞或使觸點壓力降低直至產(chǎn)生瞬時斷開，即出現(xiàn)抖動。可動的銜鐵部分會因過振動而誤動作，進而使觸點接觸不良或斷開。周期性的作用力會使結(jié)構(gòu)松動或破壞脫落造成結(jié)構(gòu)失效。振動和沖擊作用會改變繼電器的機械特性，降低動作可靠性。繼電器內(nèi)殘存的松散微粒(毛刺脫落物、焊渣、材料碎屑)在振動和沖擊作用下會落入觸點間隙或轉(zhuǎn)動支承處造成嚴重故障。低氣壓①低氣壓下，散熱條件變壞，尤其在高溫低氣壓下，對流作用減弱，小尺寸簧片只能靠熱傳導(dǎo)散熱，切換額定負載時,簧片溫度可高達300℃以上。滅弧困難，電弧持續(xù)時間增加，觸點金屬蒸發(fā)加劇,壽命縮短，導(dǎo)致觸點分斷容量的降低。②線圈散熱困難，溫升加快，引起吸合、釋放參數(shù)的變化。③低氣壓下，介質(zhì)強度降低，觸點間絕緣下降，在絕緣子底板上可能形成通道。一般來講，海拔每升高1000米輻照嚴重核幅照下，部分有機材料會變?yōu)榉蹓m。高分子絕緣材料分子結(jié)合鏈被破壞，絕緣性能下降，直至失效。如聚四氟乙稀薄膜材料耐輻照性能就很差。電壓、動作頻率等可以降低回跳。回跳在電路中還會形成干擾脈沖影響其它電路。②動作不同時性多觸點的電磁繼電器動作不可能做到觸點同時接通或斷開。這就是動作的不同時性，一般相差0.1~0.2ms左右。在緩慢型輸入信號作用下,這個時間差會明顯增大。③橋接當采用水銀舌簧繼電器時，要注意一般都有0.5ms左右的橋接時間,即存在兩個電路同時接通現(xiàn)象。④交流聲，幾乎所有的交流繼電器都會出現(xiàn)某種噪聲或交流聲。用戶如有特定使用場合，與繼電器廠商定交流聲允許強度。在舌簧繼電器中，噪聲系指緊跟著閉合后幾ms時間內(nèi)出現(xiàn)在開關(guān)引線之間的電壓。它的產(chǎn)生是因為簧片在磁場里運動和由磁致伸縮效應(yīng)在它們中間產(chǎn)生了電壓。如果舌簧切換的信號是用在緊跟著閉合后ms之內(nèi)，噪聲影響較大。5繼電器線圈的瞬態(tài)抑制當繼電器線圈斷電時，其儲存的感應(yīng)電能可能在直流電源線上產(chǎn)生高達1500V的浪涌電壓，隨著固體器件使用量的不斷增加，必須對繼電器線圈進行抑制,將其電壓峰值限制在一定的范圍。常見的線圈瞬態(tài)抑制方法有：在線圈上并聯(lián)一個電阻器或阻容電路、或并聯(lián)一個二極管。線圈瞬態(tài)抑制電路會使繼電器釋放時間延長，使觸點轉(zhuǎn)換速度變慢。6繼電器觸點的保護(1)當觸點斷開感性負載電路時，負載中儲存的能量必須通過觸點燃弧來消耗為了消除