继电器详细知识

功率继电器结业报告一、继电器的定义继电器是一种电控制器件，当输入量的变化达到要求时，电气输出电路通断、开闭的一种电器。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。如图1二、继电器的构造和动作原理无极机械继电器a.无极继电器主要包括：线圈端子、电磁石、外壳、线圈、铁芯、衔铁、可动触点、固定端子、可动簧片、触点端子等。b.无极继电器动作原理继电器从状态OFF状态，线圈通电，当电压上升到吸合电压时产生电磁感应，铁芯吸引衔铁达到状态（NO）状态。，达到额定电压时，达到状态，从而从开状态达到闭合状态。反过来说，当线圈电压减小时，触点从闭合慢慢断开。有极继电器a.有极继电器构造：如下图，主要有个永久磁铁，可以同过一定的脉冲电流后，继电器能够保磁，b.有极继电器动作原理三、继电器作用继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行四、继电器的分类1.按动作机能可分为机械式继电器（有触点）、半导体继电器（无触点）。a.机械式继电器是利用电磁原理，利用电磁效应来控制触点的开闭，又分为单稳态、单线圈磁保持型继电器、双线圈磁保持型。单稳态是通过继电器线圈励磁变为ON，通过无励磁变为OFF。单线圈磁保持继电器通过在一个线圈中施加正负两极型信号，进行动作（置位）和复位。双线圈磁保持型继电器通过交互施加同一极性的脉冲进行动作复位。b.半导体继电器是输出部分为半导体，不进行机械性的触点开闭，没有触点。分为photo-MOS和SSD等，利用光敏、声敏等原件控制通断。2.按保护构造可分为：防尘罩型继电器、焊剂密封型继电器、塑料密封型继电器。a.防尘罩型继电器外壳和底座嵌为一体，能够防止垃圾、尘埃侵入，但是不能防止助焊剂侵入、也不能防止清洗液侵入，所以建议手动焊接。b.焊剂密封型继电器：端子以及外壳与底座嵌合或者直接填充树脂密封。自动焊接时能够防止助焊剂的侵入，但是不能防止清洗液的侵入，不能进行清洗。c.塑料密封型，塑料密封型可防止焊接时助焊剂的侵入和清洗时清洗液侵入，密封前已经对触点上的有害成分进行脱气处理，可以进行自动焊接和自动清洗，能够防止垃圾、尘埃的侵入。3.按用途分：可分为功率继电器、信号继电器、J&L继电器、车载继电器、高频继电器。4.按极性分：可分为有极继电器、无极继电器。有极继电器相对于无极继电器有一下几个优势。A.具有闭锁功能。B.灵敏度高。C.耐振型号。D.具有良好的常闭触点通断能力。五、继电器术语以及参数1.继电器端子形状及安装方法继电器端子主要包含有印刷电路板型型端子、印刷电路板自锁型端子、直插式端子、突出式端子安装方法：印刷电路板安装、插座安装、端子台安装、TM型、TMP型。线圈部分2.线圈额定电压：为了继电器正常工作，施加在线圈上的标准工作，为了保证寿命，推荐使用额定电压。3.额定动作电流：线圈上施加额定电压时通过的电流值。4.额定消耗功率：向线圈施加额定电压时消耗的功率。（额定消耗功率=额定电压*额定动作电流。5.线圈电阻：DC型继电器线圈的直流电阻值。6.吸合电压：升高初始状态的继电器线圈的输入电压，继电器吸合时的电压。对于磁保持继电器而言，把从复位状态转换到置位状态时的电压称为置位电压。7.释放电压：降低线圈的输入电压，继电器变为初始状态时的电压，对磁保持继电器而言向复位线圈施加电压而返回复位状态时的电压。以上术语以及参数都是讲的线圈部分的参数以及术语。下面讲一下触点部分。(9-18)触点部分8.触点构成：触点电路的构成或触点点数。9.触点记号（触点类型）：a(常开）触点、b（常闭）触点、c（装换）触点。10.额定控制容量：决定通断性能的基准值，用触点电压与触点电流的组合表示。11.触点最大允许电压：触点通断电压的最大值，使用时注意不要超过这个值。12.触点最大允许电流：触点通断电流的最大值。13.触点最大允许功率：实用中可无障碍的通断负载容量的最大值。DC时单位为W，AC时单位为VA。14.通断容量最大值：以触点最大允许功率、触点最大允许电压以及触点最大允许容量最大值。一般有通断容量最大值图表供参考。15.最小适用负载：微小负载水平中可通断的下限标准值。16.接触电阻：触点之间接触的触点电阻和端子接触弹簧的导体电阻的总电阻。17.触点通电电流：触点闭合状态下，不超过与继电器触点端子的其他各部的温升限度，能够连续向通断部分通过的电流。18.静电容量:在测定条件1Khz20度环境温度下测定的各端子间的静电容量。以上是负载部分术语以及参数，下面总结一下电气性能从参数：(19-23)电气性能19.绝缘电阻：触点、线圈、导线端子非充电金属部分机构间或触点间的绝缘部分阻抗。20.耐电压：与绝缘电阻测定部分相同的部分施加1分钟高电压时，不会发生绝缘破坏的界限值。检测漏电流一般是10mA，特殊情况为1后者3mA。21.耐浪涌电压：来表示对雷击或感应性负荷通断时产生的瞬时异常电压的耐久性的限界值。浪涌波形根据JEC-212-1981表示为1.2×50μs的标准冲击电压波形。21.动作时间：从对继电器的线圈施加额定电压时开始，到a触点接触为止的时间。不含触点弹跳时间。对于磁保持继电器而言，是在复位状态下从向线圈施加额定电压开始到a触点接触为止的时间。22.复位时间：从继电器线圈解除额定电压时开始到b触点接触为止的时间。不含触点弹跳时间。对于磁保持继电器而言，是在复位状态下向复位线圈施加额定电压开始到b触点接触为止的时间。此外，只有a触点的继电器的情况(1a、2a)下，是指到触点打开为止的时间。23.触点弹跳：继电器在动作时及复位时由于衔铁的冲突或触点相互的冲突而产生的触点间的欠通断现象称为触点弹跳，一般用时间(ms)表示。机械性能24.误动作冲击因使用过程中的冲击而闭路的触点在规定时间以上不断开的范围内的冲击。另外，触点断开时间规定为10μs以下。耐久冲击是指运输中或使用中不引起各部分的损伤，满足工作特性范围的冲击。3轴方向各进行6次试验，共进行18次。25..机械寿命是指不向继电器的触点通电，向操作线圈加线圈额定电压，使其以规定的机械性最大工作频度工作时的动作次数。26.电气寿命是指向触点连接额定负载，向操作线圈施加线圈额定电压，通断时的次数。27.最大动作频率是指向操作线圈加额定电压的脉冲输入，连续进行通断动作，能够满足机械寿命或者电气寿命的最大的通断频率。28.寿命曲线根据机种的不同向数据栏记载寿命曲线。从触点电压、触点电流可以推定寿命次数。六、继电器的注意事项在超过线圈额定、触点额定、通断寿命等使用范围使用时，可能会有异常发热、冒烟、自然的情况，电气零件和设备一般都会有一定的故障发生率。另外，耐久性会因使用环境、使用条件而异。使用时，请务必根据实际使用条件进行实机确认。如在性能老化的状态下继续使用，则可能会因绝缘老化而导致异常发热、冒烟、起火。为防止因产品故障或寿命到期而导致人身伤亡事故、火灾事故、社会损害等，请采用冗长设计、防火延烧设计、防误动作设计等安全设计及定期维护措施。继电器通电时，触摸充电部分会有触电的危险，请注意。进行继电器(包括端子台、插座等连接部件)的安装、维护、故障处理时请切开电源。进行端子连接时，请先对照手册的内部接线图，然后再正确连接。如果连接错误可能会引起无法预期的误动作、异常发热、自然等情况。下面列举选用时注意事项、基本实用中注意事项、线圈输入的基本注意事项、触点的基本事项等1.继电器选择时注意事项：选择继电器时请参考电源波纹。b.考虑使用环境的温度和线圈的温升及热启动等。c.用半导体驱动继电器时，请注意电压的下降。触点部分注意：a.希望有多于所需触点数的标准品。b.使用机器的寿命与继电器的寿命是否平衡。c.触点材料与负载的种类是否符合。特别是低水平使用时必须注意。d.高温中有额定寿命低下的情况，所以必须确认实际环境的寿命。e.由于电路的不同继电器的驱动有与AC负载同步的情况，寿命会明显下降，请确认在实机上的寿命。动作时间、复位时间、振荡时间、通断频率，特别是高温环境使用中，为高温级别的有绝缘铜线的继电器。2.继电器基本使用环境注意为了保持初始性能，请注意不要跌落或者使其受到冲击。通常使用中，外壳不能取下来。为保持初始性能，请不要取下外壳以免无法保持特性。请在灰尘、SO2、H2S或有机气体少的常温常湿环境使用。使用场所的环境恶劣时，建议使用塑料密封型。另外，若在继电器的周围使用硅系列树脂，可能会引起触点故障，请避免使用。请注意有极继电器的线圈极性(＋、－)。向线圈施加额定电压是基本操作。另外请向DC线圈施加矩形波，向AC线圈施加正弦波。请注意避免向线圈连续施加电压超过最大允许电压。额定控制容量或者寿命是一定的标准。触点的状态或寿命由于负载的种类或者各种条件会有很显著的不同，使用时请确认。使用环境温度请注意不要超过手册值。自动焊接时，请使用焊剂密封型或者密封型(塑料密封型等)。清洗时，请用于密封型。请使用含酒精的清洗液，请勿使用超声波清洗。突出式端子的继电器插入部分的插入強度，请以40～70N(4～7Kgf)为标准。印制板端子的继电器，请不要把端子弯曲使其成为自锁端子型。因为这样不能保证继电器的性能。3.线圈输入施加额定电压是使继电器的工作正常进行的最基本的方法。施加超过吸合电压的电压时继电器虽然可以工作，但是考虑到电源种类、电压变动、温升引起的线圈电阻的变化，必须向线圈施加额定电压。另外，如果超过了最大连续施加电压会引起线圈的局部短路、烧损等情况，这一点要注意。a.最大连续施加电压和温升及热启动：向线圈施加额定电压是基本操作规则，如果超过了最大连续施加电压，会发生由温升引起的线圈烧损或局部短路等情况，请注意。另外，使用环境温度注意不要超过手册中标记的范围值。b.热启动在直流型继电器向线圈连续通电后一度闭合，立刻再打开，由于线圈温度的上升线圈电阻増加，吸合电压稍微变高。另外在温度高的环境使用也同样变高。铜线的电阻温度系数为1℃对应0.4%，线圈电阻以这个比例増加。也就是说要使继电器工作，需要大于吸合电压的电压，伴随电阻值的増加吸合电压变高。c.常年连续通电。线圈长期连续通电，由线圈自身发热而促使线圈绝缘老化·特性劣化。在这样的电路里，请使用磁保持型继电器。4.触点的注意事项触点是继电器最重要的构成要素，触点的状态明显受触点材料、加在触点的电压及电流值(特别是接入时及截断时的电压、电流波形)、负载种类、通断频率、环境情况、接触形式、触点的通断速度振荡现象的多少等影响，以触点的移动现象、粘连、异常消耗、接触电阻的増大等故障现象出现，使用时需要注意。触点主要类型有：触点材料Ag(银)导电率·导热率在金属中是最大的。由于低接触电阻、低价位而被广泛使用。缺点是在硫化物的环境容易生成硫化膜。在低电压·微电流水平要注意。AgSnO2(银酸化锡)具有优良的耐粘连性、与Ag一样在硫化物环境容易生成硫化膜。AgW(银钨)硬度·融点高，耐电弧性好，不易被移动·粘连，要求触点压力高。另外，接触电阻也比较高，耐环境性差。加工、向