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当继电器选用准则二

发布时间:2021-09-09 19:24:38 阅读: 来源:门铃厂家

继电器选用准则(二)

继电器的额定负载是指在规定的动作次数(寿命)内,在规定动作频率下,触点所能切换的纯阻性负载的大小。显然,负载增大,继电器的寿命将缩短,但不存在一个通用的负载寿命对应关系,不同的继电器具有不同的负载与寿命的关系曲线,即寿命曲线。

一般情况下,减小负载电压可使负载电流提高,减小负载电流可使负载电压提高,但不存在一个通用的负载电压电流对应关系。而且,即使负载电压电流中的一个无限制的减小,负载电压电流中的另一个不可能无限制的增大,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关系曲线,即负载曲线。

这里还要提醒的是,继电器额定值不一定适用于从零到规定值的所有负载。能可靠切换10A负载的触点,并不意味着它能可靠地切换10mA的负载。这是因为在不同范围负载下,触点的失效机理不同。

继电器触点交流额定值仅在规定的频率下适用。如果额定值是按400Hz规定的,那么60Hz下的切换能力通常显然是要低的。

在切换不同步的单相交流负载时,会存在相位差。所以应选择触点额定电实验前预热5⑴0分钟压为负载电压2倍、额定电流为负载电流4倍的产品。其次, 适合交流负载的触点不一定适用于几个电源相位之间的负载切换;用于相位转换的继电器(一般采用三位式触点)必须进行三相交流负载转换试验或符合有关规范,如GJB1042。

在某些电路中,说明的负载可能是交流负载(典型的灯负载)。但其线圈驱动源可能是一个总是在正弦波的同一点上转换的电子电路。由于大多数继电器基本上是在一定的电压下动作时间恒定的器件,因此,继电器触点实际切换的负载基本上是直流负载。这种情况可能会使触点寿命明显缩短。

(5)按工作状态选择继电器

继电器的工作状态主要是指输入信号对线圈的作用状态。继电器线圈的设计是对应于不同的输入信号状态的,有长期连续作用的信号,有短期重复工作(脉冲)信号。连续工作是指线圈能连续地承受工作信号的长期作用。对脉冲信号还要考虑脉冲频率、通断比等。因此,要根据信号特点选用适合于不同工作状态的继电器,一般不允许随便使用,特别要注意不能将短期工作状态的继电器使用在连续工作状态,高温工作条件下尤其要注意。在实际切换功率负载或大功率负载时,尤其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/(最大吸合时间+最大释放时间)s。

(6)按安装工作位置、安装方式及尺寸,重量的选择

继电器工作位置与其结构特点有关,大多数继电器可在任意位置下工作,但也有部分继电器工作位置有具体的规定。例如普通水银继电器,就规定要直立安装,其偏斜极限不得超过30℃,否则,由于水银的连接中断将不起继电器作用。

继电器除需满足在各种稳态的线路和环境条件下工作的要求外,还必须考虑到各种动态特性,即吸合时间、释放时间,由于电流的波动因素造成的抖动,以及触点碰撞造成的回跳等。

上面我们讲了怎样选用已批量稳定生产的继电器。如果在已生产的继电器中没有适合整机要求的品种、规格,那就要向继电器制造厂提出设计任务书,进行新品设计。

电磁继电器的设计任务书一般包括:

①控制电路参数:控制电源类型(是交流还是直流)、工作状态(线圈是处于长期、短期或是脉冲工作状态)、吸合值、额定值、释放值等。

②被控制电路参数:负载类型(是直流还是交流:是阻性、感性或是其它)、负载大小(闭路电流、开路电压或开断功率的大小及变化范围)、触点组数及形式。

③使用环境条件:极限温度、相对湿度、气压、振动条件、冲击条件、离心条件,使用环境气氛(指一些特殊条件)等。

④寿命要求:一般应该说明使用寿命和贮存寿命要求,使用寿命又分正常条件下和极限或特殊情况下。

⑤外形尺寸、重量及安装尺寸要求。

对有失效率指标要求的继电器,除提出失效率指标置信度外,还要提出筛选项目及筛选要求,寿命试验的监测水平,监测延时,失效判据等。必要时还必须对继电器生产厂提出可靠性质量保证方面的要求及一些特殊试验方法的规定等。

⑥试制周期、费用、首次提供样品数量等。

<添加阻燃剂是提高环氧树脂阻燃性能的1条有效途径p>4 影响电磁继电器可靠性的使用因素

(1)如果将有防尘罩的继电器用于温度有变化(昼夜)的和高湿的环境,则可能出现冷凝现象,从而导致绝缘电阻下降甚至短路。这就需要在罩壳上开孔以供继电器换气,或采用密封继电器。

(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应。

(3)舌簧继电器使用在强的外磁场附近,应有足够的磁屏蔽,以保证其正常工作。

(4)负载接法

①触点失效机理分析表明,在中功率负载下,触点材料从阴极转移到阳极。触点电弧测试得出,在相同负载下,动触点接阴极(如图1(a)所示),其燃弧时间要比动触点接阳极(图1(b)所示)短一半以上,如JZX-10M、JZC-1M按图(a)接法,一般燃弧为50 s左右,而按图1(b)接法,燃弧时间大于100 s。由于燃弧时间短,材料转移量就小,其寿命就长,且可靠,所以使用时应按图1(a)接法;而鉴定试验时则要按图1(b)接法,即加严要求。

②切不可在连接电源到双掷触点时将额定负载接到如图2所示的触点上。这样使用时,许多继电器都不能正常切换负载。

(5)线圈接法

通常继电器的线圈是不标正负极的,两端可以随便连接。但圈去激励时,由于电感的作用,线圈内会产生反电动势,其峰值可高出额定电压的5倍以上,尽管其作用时间很短,但会造成线圈漆层击穿或电路中的开关器件击穿。如按图 3的方法圈两端接上保护二极管(当然用户也可以要求生产厂家按图2的要求生产继电器),此时线圈两端的正负极性就固定下来,不能反接。对非密封继电器来讲,线圈在高湿非激励状态下,产生电解腐蚀的危险必须给予注意。为了减少线圈腐蚀的危险,使用正极接地的电源,而且当继电器闲置不用时,尽可能将正极断开,让线圈保持负电位。对于商业和工业用继电器,保险商实验室规定若电压超过50V,则不允许将地线切断。

(6)应将机电开关器件装在电源正极与继电器线圈之间,以求在断开状态下, 安全地隔离继电器电路,以免电击危险。在选用固体电子开关器件控制继电器线路时, 应选择漏电流足够小的器件,使继电器能在断电时可靠释放。用于控制继电器的任何开关器件, 必须承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,开关不发生损坏。

(7)由于连接导线中的电压降,继电器的吸合可能不得不低于电源电压。当使用连接导线较长的门铃型布线时,尤其是这样。

(8)如果将继电器激励了一段时间后释放,然后在短时间内再次激励, 那么由于线圈本身的温升,吸合电压将会变大。

(9)当继电器或混合继电器与灵敏逻辑电路一道工作或靠近时, 继电器这些装置既不应发射也不应传导能损坏灵敏逻辑电路或使其误触发的足够大的射频瞬态电压。

(10)继电器的安装

耐振是继电器的一个重要指标,除继电器本身提高耐振能力外,安装方法对继电器耐振能力的影响也是很大的。

(11)运输保管的影响

如用户由总库向各使用单位发货运输时,任意装盒、装箱会因碰撞造成产品机械参数变化,特别是非密封继电器。继电器的存放环境应符合产品技术条件标准要求, 特别要注意不能在高湿和有害气氛中存放。

(12)继电器动作过程中的特性对使用可靠性的影响

①触点回跳时间

任何电磁继电器都存在机械回跳时间,只不直流机电作业进程中会在电刷和换向器之间产生火花过因其结构、动作原理不同而时间长短不同而已。长的可达几ms甚至10ms, 短的仅100微秒左右。在特殊电路中,如电码电路、脉冲电路中,可能因回跳产生短暂闭合及断开引起失误,如产生漏字错码或误动作,这是普通继电器在电路中致命的弱点之一。在使用中适当选择工作电压、动作频率等可以降低回跳 。回跳在电路中还会形成干扰脉冲影响其它电路。

②动作不同时性

多触点的电磁继电器动作不可能做到触点同时接通或断开。这就是动作的不同时性,一般相差0.1~0.2ms左右。在缓慢型输入信号作用下,这个时间差会明显增大。

③桥接 当采用水银舌簧继电器时,要注意一般都有0.5ms左右的桥接时间,即存在两个电路同时接通现象。

④交流声,几乎所有的交流继电器都会出现某种噪声或交流声。用户如有特定使用场合,与继电器厂商定交流声允许强度。在舌簧继电器中,噪声系指紧跟着闭合后几ms时间内出现在开关引线之间的电压。它的产生是因为簧片在磁场里运动和由磁致伸缩效应在它们中间产生了电压。如果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 继电器线圈的瞬态抑制

当继电器线圈断电时,其储存的感应电能可能在直流电源线上产生高达 1500V的浪涌电压,随着固体器件使用量的不断增加,必须对继电器线圈进行抑制,将其电压峰值限制在一定的范围。

常见的线圈瞬态抑制方法有:圈上并联一个电阻器或阻容电路、或并联一个二极管。线圈瞬态抑制电路会使继电器释放时间延长,使触点转换速度变慢。

6 继电器触点的保护

(1)当触点断开感性负载电路时,负载中储存的能量必须通过触点燃弧来消耗为了消除和减轻电弧在断开感性负载时的危害,延长触点的使用寿命,消除或减轻继电器对相关灵敏电路的电磁干扰、损害,通常采用电弧抑制保护措施。

常见的触点保护电路有:在感性负载上并联一个电阻或阻容电路、或并联一个二极管。

(2)应尽量避免继电器输出端和输入端共线或连通,因为线圈去激励时,线圈上的反电势会加在触点上,使触点的断开电压增大,同时也会以大数据分析为手段干扰其它电路。

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