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大神教你來怎么選型繼電器

時(shí)間:2020-07-24 16:51:46來源:

導(dǎo)語:?隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新結(jié)構(gòu)、高性能、高可靠的繼電器不斷地涌現(xiàn)。面對(duì)品種規(guī)格繁多的繼電器產(chǎn)品,如何合理選擇、正確使用,將直接影響到整機(jī)的性能、可靠性。如何合理選用繼電器?

在通訊設(shè)備、自動(dòng)裝置、家用電器、汽車電子裝置等凡是需要電路轉(zhuǎn)換功能的地方,都可以選用繼電器。由于應(yīng)用領(lǐng)域很廣,不同用戶對(duì)繼電器的要求千差萬別。為滿足各種不同應(yīng)用領(lǐng)域的使用要求,各繼電器生產(chǎn)廠家開發(fā)了許多不同型號(hào)、不同規(guī)格、不同使用性能的繼電器;隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新結(jié)構(gòu)、高性能、高可靠的繼電器不斷地涌現(xiàn)。面對(duì)品種規(guī)格繁多的繼電器產(chǎn)品,如何合理選擇、正確使用,將直接影響到整機(jī)的性能、可靠性。如何合理選用繼電器?首先要深入分析、研究整機(jī)的使用條件、技術(shù)要求,按照“價(jià)值工程”原理,合理地提出入選繼電器產(chǎn)品必須達(dá)到的技術(shù)性能。我們的技術(shù)人員、銷售人員應(yīng)介入繼電器的選型,發(fā)揮我們的優(yōu)勢,當(dāng)好參謀,做好售前、售后服務(wù)??梢园聪率鲆c(diǎn),逐項(xiàng)開展分析、研究:外形及安裝方式、安裝尺寸;輸入?yún)⒘?;輸出參量;環(huán)境條件;安全要求;可靠性要求。下面按上述要求分別闡述。

一、外形、安裝方式、安裝尺寸

繼電器的外形、安裝方式、安裝尺寸品種很多,用戶必須按整機(jī)的具體要求,提出具體的安裝面積,允許繼電器的高度、安裝方式、安裝尺寸。這是選擇繼電器首先要考慮的問題。以下幾個(gè)問題,選用時(shí)應(yīng)予以注意:

1)對(duì)于PC板式引出腳;腳間距大都為2.54×n(n=1、2、3……,以下同),如JZW5;也有2.5n,如JZG2-2/B;也有不符合標(biāo)準(zhǔn)間距的繼電器,如MR72。引出腳的長度一般為3.5。

2)引出腳的可焊性、繼電器的抗焊接熱、引出腳相對(duì)底座的不垂直度等應(yīng)有嚴(yán)格的要求。

3)快連接式繼電器;快連接引出腳通常有250#(6.35×0.8)、187#(4.75×0.5)2種。這類引出腳要特別注意插拔力要求,250#引出腳:拔力矩>10kg.cm;187#引出腳:拔力矩>5kg.cm。

二、輸入?yún)⒘?/span>

不同種類的輸入?yún)⒘?,是選擇繼電器型號(hào)的重要依據(jù)。常見的輸入?yún)⒘康姆N類有:

1)交流輸入?yún)⒘俊.?dāng)輸入?yún)⒘繛榻涣麟妷海娏鳎r(shí),應(yīng)選用交流繼電器。選用這一類型的繼電器,應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:交流頻率----交流繼電器輸入電壓(電流)的頻率一般為50HZ,或60HZ。由于二者線圈的感抗不同,吸動(dòng)電壓有明顯差異。合同中應(yīng)予注明。環(huán)境溫度----交流繼電器由于存在渦流損耗、磁滯損耗,繼電器的溫升較高,一般為70℃到80℃。工作環(huán)境溫度不宜過高,最好為40℃到65℃,確定環(huán)境溫度的計(jì)算公式:t1≤t2-t3-150C;注:t1:繼電器最高環(huán)境溫度,0C;t2:漆包線、絕緣材料最高允許長期工作溫度0C(B級(jí)為1300C;F級(jí)為1550C)t3:繼電器平均溫升,0C。

2)直流輸入?yún)⒘?。這類繼電器應(yīng)用很廣,分幾種情況加以討論。選擇直流繼電器,突出問題是靈敏度L(線圈額定功耗)問題,L與輸出功率大小、外形尺寸、環(huán)境條件(環(huán)境溫度,振動(dòng)、沖擊……)有關(guān),確定繼電器靈敏度應(yīng)十分謹(jǐn)慎,不可片面強(qiáng)調(diào)靈敏度,而犧牲其他性能。當(dāng)對(duì)靈敏度要求不高時(shí),可采用一般靈敏度的直流繼電器;當(dāng)靈敏度要求較高,輸出功率為強(qiáng)電,環(huán)境條件苛刻,可用固態(tài)繼電器、中等靈敏度的繼電器;當(dāng)要求高靈敏度(如0.2W以下),可采用混合繼電器、極化繼電器。但混合繼電器的價(jià)格較高,體積較大;極化繼電器環(huán)境適應(yīng)性較差,負(fù)載能力不高。當(dāng)輸入電壓持續(xù)時(shí)間較長,如幾個(gè)小時(shí)、幾天、幾個(gè)月、建議采用磁保持繼電器。有幾個(gè)好處:節(jié)省輸入電能;降低繼電器溫升;提高環(huán)境適應(yīng)性。但要求輸入量為脈沖,有極性要求,輸入線路復(fù)雜化。如磁卡電表用繼電器、衛(wèi)星電源控制用繼電器,繼電器觸點(diǎn)在一種導(dǎo)通狀態(tài)下可連續(xù)工作幾十小時(shí),幾個(gè)月,采用磁保持很合算。在電能消耗嚴(yán)加控制的場合下,經(jīng)常采用磁保持繼電器。當(dāng)輸入?yún)⒘款l率達(dá)10Hz及以上,要求繼電器快速動(dòng)作時(shí),應(yīng)選用舌簧繼電器、極化繼電器或固態(tài)繼電器。舌簧繼電器動(dòng)作頻率可達(dá)50次/秒,價(jià)格低廉,但觸點(diǎn)負(fù)載能力低,一般只能達(dá)50mA、28VDC;極化繼電器、固態(tài)繼電器、切換速度可達(dá)100次/秒,工作可靠,但價(jià)格高,體積較大;

3)溫度變化影響:繼電器線圈電阻隨溫度的變化而變化,對(duì)繼電器吸動(dòng)、釋放電壓的影響是明顯的。溫度上升到極限高溫時(shí),釋放電壓趨于最大值,吸動(dòng)電壓相應(yīng)升高;溫度降到極限低溫時(shí),釋放電壓趨于最小值,吸動(dòng)電壓會(huì)有所降低。極限高溫下的不吸動(dòng)或吸合不可靠;極低溫度下不釋放或釋放遲緩,將導(dǎo)致繼電器的失效。對(duì)電流型繼電器,因吸動(dòng)安匝,釋放安匝不受線圈電阻變化的影響,故不隨繼電器溫度的變化而變化。必須指出,有些用戶選用電流型繼電器,而不是用恒流源作為繼電器的激勵(lì)源,實(shí)際上用的是電壓源。在這種情況,必須考慮溫度對(duì)線圈電阻的影響。

4)固體器件開關(guān)激勵(lì):a.固體器件開關(guān)的負(fù)載能力必須與被激勵(lì)繼電器的線圈相適應(yīng),且留有充分的裕量(一般為2倍)。b.固體器件開關(guān)接通時(shí),激勵(lì)回路電壓分配必須確保繼電器線圈上的實(shí)際激勵(lì)電壓值符合額定工作電壓要求。c.固體器件開關(guān)關(guān)斷時(shí),激勵(lì)回路的漏電流必須小于繼電器的最小釋放電流。d.固體器件開關(guān)反向耐壓必須與50~80V峰值電壓相適應(yīng),且具有必要的余量。由于繼電器線圈斷電瞬間,會(huì)產(chǎn)生很高的浪涌電壓,有時(shí)可達(dá)1500V,為將電壓峰值限制在50~80V之內(nèi),必須采用適當(dāng)?shù)囊种拼胧5蛪杭?lì)與高壓輸出隔離:現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中,往往以低壓回路的固體器件開關(guān)控制小型中間繼電器的輸入,再用該繼電器的觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換220VAC或380VAC感性負(fù)載回路(如電磁鐵、接觸器線圈……),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)功能。中間繼電器實(shí)際上承擔(dān)了低壓、高壓隔離并轉(zhuǎn)換感性負(fù)載功能。選用此類中間繼電器,必須具備良好的絕緣抗電水平和長期耐受高、低溫、潮濕、砂塵及有害氣體作用的能力。一般說來,抗惡劣環(huán)境能力,可由密封措施與必要的防護(hù)手段加以保證;絕緣抗電水平可由絕緣間隙、配電距離嚴(yán)格的控制、認(rèn)定得以保證。

5)互相干擾、誤動(dòng)作:在印刷電路板上高密度組裝多種繼電器,特別是含有大型電磁鐵或接觸器產(chǎn)品時(shí),有可能產(chǎn)生電磁互感,導(dǎo)致繼電器誤動(dòng)作;也可能由于其活動(dòng)部分的沖擊,振動(dòng)而導(dǎo)致其他繼電器的誤動(dòng)作。對(duì)于靈敏型、簡易通用繼電器產(chǎn)品的安裝,相關(guān)位置的安排,要特別留意。遠(yuǎn)距離有線激勵(lì)方式:自動(dòng)電話振鈴電路、門鈴型布線激勵(lì)方式等均屬于此類。由于激勵(lì)用的連接導(dǎo)線較長,應(yīng)充分考慮連接導(dǎo)線的電壓降對(duì)實(shí)際激勵(lì)值的影響,確保加在繼電器線圈上的實(shí)際激勵(lì)值達(dá)到規(guī)定的額定電壓工作值的要求。

三、輸出參量

國內(nèi)大多數(shù)繼電器負(fù)載能力,只標(biāo)最大純阻性負(fù)載,這給用戶在選擇繼電器負(fù)載時(shí),產(chǎn)生二種誤解,導(dǎo)致選型失誤。誤解之一是:用戶實(shí)用的往往不是純阻負(fù)載,而是感性的、燈的、電機(jī)的或容性的負(fù)載,負(fù)載大小等同或接近于阻性負(fù)載;誤解之二是:負(fù)載可以從低電平到額定負(fù)載,均能適應(yīng)。應(yīng)該指出,能可靠轉(zhuǎn)換10A阻性負(fù)載的繼電器,不可轉(zhuǎn)換10A的感性負(fù)載,不一定能可靠轉(zhuǎn)換10mA的負(fù)載。因?yàn)椴煌再|(zhì)負(fù)載條件下的電接觸失效機(jī)理是截然不同的。應(yīng)該強(qiáng)調(diào),觸點(diǎn)故障是繼電器失效的主要原因。正確理解觸點(diǎn)在不同負(fù)載類型、不同負(fù)載大小條件的電接觸特性、失效現(xiàn)象及失效機(jī)理,統(tǒng)一制造方與用戶的認(rèn)識(shí),對(duì)提高繼電器工作的可靠性,尤為重要。制造廠應(yīng)改進(jìn)觸點(diǎn)負(fù)載的標(biāo)識(shí)、內(nèi)容,對(duì)不同負(fù)載類型應(yīng)分別標(biāo)注。

1.白熾燈----由于白熾燈鎢絲冷態(tài)電阻很小,接通瞬間的浪涌電流高達(dá)穩(wěn)態(tài)電流15倍。如此大的浪涌電流會(huì)使觸點(diǎn)迅速燒蝕,甚至產(chǎn)出熔焊失效。一般可串入限流電阻來減少浪涌電流。

2.電機(jī)負(fù)載----電動(dòng)機(jī)靜止時(shí)輸入阻抗很小,啟動(dòng)瞬間浪涌電流很大。電流注入后,電流和磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,產(chǎn)生內(nèi)部電動(dòng)勢,致使觸點(diǎn)電流趨于減小,關(guān)斷時(shí),觸點(diǎn)間出現(xiàn)反電勢,常常會(huì)引起拉弧,造成觸點(diǎn)燒蝕。不過,電機(jī)是緩慢地停下來,電機(jī)內(nèi)部貯存的電磁能,動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉一部分,反電勢不會(huì)太高。

3.感性負(fù)載----電感器、電磁鐵、接觸器線圈、軛流圈等都是感性負(fù)載。接通瞬間,電磁線圈有抑制電流上升的功能,不會(huì)出現(xiàn)浪涌電流;但關(guān)斷時(shí),貯存在電磁線圈中的電磁能通過觸點(diǎn)間燃弧消耗掉,這將導(dǎo)致觸點(diǎn)燒蝕,金屬轉(zhuǎn)移、沾結(jié)。采用RC網(wǎng)絡(luò)、二極管,壓敏電阻等觸點(diǎn)保護(hù)裝置可減少觸點(diǎn)的燒蝕。

4.容性負(fù)載----容性電路的充電電流可能非常大,開始時(shí),電容器類似短路,其電流僅受線路電阻的限制。有時(shí),用戶并未意識(shí)到其負(fù)載是容性的,實(shí)際上,長的傳輸線、消除磁干擾的濾波器、電源等都是強(qiáng)容性的。串聯(lián)限流電阻,可以減少接通瞬間的浪涌電流。

5.直流負(fù)載----直流負(fù)載比交流負(fù)載難斷開,因?yàn)殡妷翰贿^零,觸點(diǎn)開斷瞬間,即產(chǎn)生電弧,且由于外加電壓持續(xù)保持,只有電弧被拉長,不能自持而熄滅。電弧熱能會(huì)使觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)龘p。直流負(fù)載繼電器觸點(diǎn)間隙應(yīng)設(shè)計(jì)大些。滅弧措施也經(jīng)常被采用。

6.低電平----低電平一般指開路電壓為10~100mV;觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換電流為微安級(jí)到10mA。由于吸附在觸點(diǎn)表面的有機(jī)物、化合物,難以在轉(zhuǎn)換負(fù)載時(shí)消除,導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸電阻大而不穩(wěn)定,觸點(diǎn)壓降遞增。有效的解決辦法是:選擇軟化電壓低的觸點(diǎn)材料;表面鍍1到3u的金。從工藝上保證觸點(diǎn)表面潔凈;控制繼電器內(nèi)部有害氣體的含量。但繼電器成本將大幅度上升。

四、環(huán)境條件

環(huán)境溫度導(dǎo)致繼電器失效方式有如下幾個(gè)方面:

高溫條件下,絕緣材料軟化、熔化;低溫條件下,材料龜裂。絕緣抗電性能下降,以致失效。高、低溫交替作用下,造成結(jié)構(gòu)松動(dòng),活動(dòng)部件位置發(fā)生變化,導(dǎo)致吸合、釋放失控,觸點(diǎn)接觸不良或不接觸。

化學(xué)氣氛污染----環(huán)境氣氛中的有機(jī)蒸氣、氧氣、二氧化硫、鹽霧等,對(duì)繼電器觸點(diǎn)、金屬零件、線圈、絕緣零件有侵蝕性影響,導(dǎo)致觸點(diǎn)電接觸不良,以致失效;導(dǎo)致線圈引線銹蝕斷線、絕緣水平下降。

機(jī)械振動(dòng)----繼電器在強(qiáng)動(dòng)力設(shè)備周圍、在運(yùn)輸途中都會(huì)遇到一定頻率范圍、加速度值的振動(dòng);隨機(jī)振動(dòng)可代表導(dǎo)彈、高推力噴氣機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的現(xiàn)場振動(dòng)應(yīng)力作用。

沖擊----繼電器在運(yùn)輸、搬運(yùn)、使用中經(jīng)常會(huì)受到機(jī)械沖擊的作用。

加速度----考核繼電器在恒加速度應(yīng)力作用下能否正常工作的能力。在常規(guī)地面電子設(shè)備上應(yīng)用的繼電器,一般不考核恒加速度的影響。此處不詳述,大家知道有這回事就可。在航空,航天電子裝置中使用的繼電器,恒加速度的影響不能忽視。

五、安全要求

繼電器在設(shè)計(jì)、選用時(shí),對(duì)安全要求,應(yīng)予以充分重視,尤其是中、強(qiáng)功率繼電器。主要考核以下幾個(gè)重點(diǎn):

1.絕緣材料----要求具有阻燃性能;耐溫等級(jí)溫度上限≥最高環(huán)境溫度+線圈溫升+15℃。

2.觸點(diǎn)過負(fù)載能力----觸點(diǎn)應(yīng)能100次成功(交流為200次)切換兩倍額定負(fù)載電流。

絕緣抗電水平----繼電器各導(dǎo)電部分之間的絕絕電阻一般應(yīng):>100MΩ;>500MΩ;>10000MΩ。繼電器各導(dǎo)電部分之間的絕緣應(yīng)能承受使用中可能出現(xiàn)的最高峰值電壓而不損壞,漏電流不得超過100uA(或1mA);也不允許有飛弧,閃絡(luò)或擊穿而引起的損壞。尤其是線圈和觸點(diǎn)間的耐壓,爬電距離應(yīng)特別注意。當(dāng)用繼電器的觸點(diǎn)切換220v或380v感性負(fù)載時(shí),線圈與觸點(diǎn)間的耐壓往往要求高于4000Vac。

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