欧姆龙一般继电器的原理及使用

欧姆龙一般继电器的原理及使用故障解析下表中记载了继电器动作发生问题时的故障分析表。请根据下表对电路等进行检查。另外，如果电路检查时没有发现异常，估计故障来自于继电器时，请向本公司销售人员咨询（请不要拆开继电器。否则会导致故障原因无法确定）。继电器由线圈部分、接点部分、铁芯部分、其他结构部分组成，但这些部分中最容易出现故障的是接点部位，其次是线圈部位。可是，这些故障大部分是因为使用方法、使用条件等外部原因造成，因此可以在使用之前进行充分研究，作出正确选择后可以防止大部分故障的发生。下表列举了有关继电器的主要故障模式，并列出了可能的原因和对策。故障原因对策(1)动作不良①线圈额定电压选择错误②配线不良③没有输入信号④电源电压的下降⑤电路电压的下降（特别是附近的大型机器工作时或长距离配线时要注意）⑥使用环境温度上升引起工作电压（感应电压）的上升（特别是直流型）⑦线圈断线①重新选择额定电压②线圈端子之间的电压确认③线圈端子之间的电压确认④电源电压的确认⑤电路电压的确认⑥继电器的单独动作测试⑦·由烧坏引起时参照（3）项·由电气腐蚀作用引起时，要确认线圈电压的外加极性(2)复位不良①输入信号断开不良②迂回线路引起向线圈外加电压③半导体电路等组合电路引起残留电压④线圈和电容器并联引起复位延迟⑤接点的熔接①线圈端子之间的电压确认②线圈端子之间的电压确认③线圈端子之间的电压确认④线圈端子之间的电压确认⑤有关熔接，请参照（4）项(3)线圈烧坏①线圈外加电压不合适②线圈额定电压选择错误③线圈层间短路①重新选择额定电压②使用环境的再次确认③使用环境的再次确认(4)接点熔接①连接负载设备过大（接点容量不足）②开关频率过大③负载电路的短路④蜂鸣导致接点的异常开关⑤达到规定的耐久次数①负载容量的确认②开关次数的确认③负载电路的确认④参照（7）项的蜂鸣章节⑤接点额定值的确认(5)接触不良①接点表面的氧化②接点的磨损、劣化③使用不良导致端子错位及接点错位①·使用环境的再次确认·重新选择继电器②达到规定的耐久次数③使用时注意·耐振动、冲击·焊接作业(6)接点的异常消耗①继电器选择不适合②对负载机器考虑不足（特别是马达负载、螺线管负载、灯负载）①重新选择②重新选择③追加火花消弧电路等③无接点保护电路④邻接接点之间耐压不足④重新选择继电器(7)蜂鸣①线圈外加电压的不足②电源纹波过大（直流型）③线圈额定电压选择错误④输入电压缓慢上升⑤铁芯部位的磨损⑥可动铁片和铁芯之间混入异物①线圈端子之间的电压确认②纹波系数的确认③重新选择额定电压④电路的添加更改⑤达到规定的耐久次数⑥除去异物「控制设备的正确使用方法」（NECA发行）控制用继电器篇终端继电器使用注意事项●各产品的个别注意事项，请参见各产品的「请正确使用」栏。●安装要连接多个进行安装时，考虑继电器自身发热，应使其保持在55℃以下，或设置间隔等。（G3S4型为80℃）●继电器的更换·拆卸G6B-4CB、G6B-4□□ND、G3S4型继电器时，如右图所示请使用工具（P6B-Y1）。·G6B-F4B/-4B、G3DZ-F4B/-4B，请使用终端继电器上所带的拆卸工具。·更换继电器时，请务必在切断电源的状态下进行。·安装继电器时，请垂直插入，以使继电器端子牢固插入插座接插件插针内。·G6B-48BND（高可靠性型）中为提高可靠性，直接焊接到基板，因此不可更换继电器。·不可混有异种电压规格的继电器。●布线请注意输入侧○＋、○－的极性。另外，G3S4-D型中在输出侧也有极性，敬请注意。●线圈外加电压·请勿连续施加超过最大容许电压的线圈外加电压。·在线圈输入中平行连接其他感性负载等时，当电源中含有浪涌时，请勿使用。否则浪涌吸收用二极管会破损。●使用·请勿使产品落下，施加异常的振动冲击或者在端子上施加蛮力。·使用时请事先确认继电器是否有上浮。●安装螺钉的紧固·端子螺钉的紧固转矩0.78～1.18N·m·在面板等上直接固定螺钉时0.59～0.98N·m●设置场所请勿设置在以下场所，可能会导致故障及误动作。·阳光直射处。·环境温度超过0～55℃范围的地方。·相对湿度超出10～90%范围的地方，温度变化急剧，发生结露的地方。·有腐蚀性气体、可燃性气体的地方。·尘埃、盐分、铁粉多的地方。·在本体上直接传递振动、冲击的地方。·有水、油、药品等飞沫的地方。●分解请勿进行分解、修理、改造。否则妨碍正常的动作，引起触电等。●配备继电器终端继电器型号配备继电器型号G6D-4B/-F4BG6D-1A-ASIG6DZ-4B/-F4BG3DZ-2R6PLG6B-4CBG6B-2114P-USG6B-4BNDG6B-4FB1NDG6B-4FPNDG6B-1114P-FD-USG6B-47BNDG6B-1174P-FD-US注1.G6B-48BND的继电器不可更换。注2.插座的电压规格和继电器的电压规格必须吻合。注3.不可混入异种电压规格的继电器。一般继电器Q＆AQ1:请教适合微小负载开关双接点的继电器的型号。A1:在微小负载开关中，推荐可靠性高的横臂双接点或双接点的继电器。〈代表性系列名称〉G2A系列、MY4Z-CBG系列................横臂双接点MY4Z系列、MK□ZP系列................双接点Q2:并列连接2个继电器接点后，开关容量会是2倍吗？A2:不会是2倍。实际上由于2个接点并不总是同时ON/OFF（时间多少有偏差），因此在某个瞬间，1个接点上会承受所有负担。Q3:动作时间、复位时间包含反弹时间吗？A3:不含反弹时间。动作时间→线圈上通电后到a接点（接通接点）为ON之前的时间。复位时间→将线圈OFF后，到a接点（接通接点）为OFF之前的时间（c接点的情况下，为到b接点之前的时间）Q4:请教线圈电压AC100/（110）V机型中（）的含义。A4:AC100/(110)表示线圈是额定品3。额定品3AC10050HzAC100V60HzAC110V60HzAC100/110V为额定品4，AC110V50Hz也为额定。MY、LY系列等中也有额定品4。Q5:请教如何考虑微小负载领域下的接触可靠性A5:开关微小负载时，有时接点的接触电阻可能会成为问题。即使产生偶发性的高接触电阻值，在下一个动作也会恢复。另外，由于生成接点保护膜等，有时接触电阻值会上升。关于接触电阻值，该值是否为故障，应根据使用电路上是否产生问题来判断。因此，继电器接触电阻的故障标准仅规定初始值，最小适用负载作为一个标准，通过P水准（参考值）等来表现故障率。另外，继电器接点中有的接点适合微小负载开关，有的并不适合。一般继电器参考资料■外部条件、环境、周围环境对继电器的影响●线圈与电源的关系(1)在直流继电器中、线圈电流=外加电压/线圈电阻(2)在交流继电器中，线圈的电感系数产生影响，因此需要考虑线圈阻抗。另外，线圈阻抗根据频率而发生变化，如果以60Hz下的特性为100%，在50Hz下使用同一继电器时，其特性如下表所示。但是，根据继电器不同，该值也会发生变化，因此使用前请确认。额定电流、消耗功率、温度上升约117％动作电流约100％动作电压、复位电压约85％(3)关于线圈应注意以下几点：在DC操作继电器中，带动作表示、带浪涌吸收用二极管继电器及保持继电器的情况下有极性。极性弄错可能会导致元件损坏、动作不良，敬请注意。如果在AC操作继电器上外加DC电压，线圈发热，可能造成烧损。相反如果在DC操作继电器上外加AC电压，可动铁片反复振动，不能正常动作。与温度的关系线圈中所使用的铜线的电阻，对于温度变化，约受0.4％/℃的影响。这种情况直接对继电器的动作特性产生影响。这使电磁铁产生吸引力,使线圈电流发生变化。在交流操作继电器中，由于线圈直流电阻的比率相对于线圈阻抗较小，温度引起的动作特性（动作电压·复位电压）的变化也变少。另外，在直流电压操作的继电器中，线圈电阻的变化对线圈的温度上升产生影响。这是根据线圈电流的变化，引起消费功率的增减，温度上升值仅根据温度所引起的线圈电流变化率而进行变化。代表性示例如下所示。环境温度的定义继电器自身的发热、其他设备的发热使控制柜内的温度上升。使用环境温度应为盒子内继电器附近的温度。电气腐蚀继电器线圈在非工作状态下暴露在高温、高湿的环境中，而且线圈卷线和铁芯等其他金属之间有电位差时，如果它们之间的绝缘不充分，两者间流通的离子化电流，将可能腐蚀线圈上所卷的铜线。与在金属上进行电镀的作用相同，通过酸、碱等，将可促进该作用。在以往的继电器中，往往忽视这种现象，但是最近在卷轴材方面开发出了特性较好的塑料，而且卷线的绝缘材也开发出了聚氨酯类、聚脂、聚酰胺、特氟龙等特性优良的材料，减少了一部分危险性。要防止电气腐蚀，应避免在高温、高湿中保管及使用。在电路构成方面应注意开关的位置，使其不在卷线上施加+电位，需要考虑+接地等。右边列举了良性示例和不良示例。●动作时间与形状和动作时间的关系继电器的动作时间由延迟时间（线圈时间常数、惯性力矩引起的）、接点切换时间等决定，但是这些值根据继电器的形状而不同。例如，铁芯和可动铁片之间空隙较大的继电器，带电磁铁（使用磁气电阻较大的材质）的继电器中，为降低其电感系数的值而缩小时间常数，但反而减少了吸引力，吸引可动铁片所需的时间也变长。这种倾向，在直流操作继电器中尤为显著。因为电磁铁的吸引力与铁芯、可动铁片间的空隙的平方成反比，降低后发生这种现象。因此在高速继电器中，可缩小空隙，使用高透磁率材料，减少线圈卷线等。在交流操作下，由于启动时流通的电流大于额定电流，与直流操作不同，与形状无关。此外，对于惯性力矩，间接驱动形比较有效，在可动铁片开始动作时不会施加较大的负载载荷。另外，接点的切换时间几乎由可动铁片的动作直接传达，因此其动作应尽可能地小，而且为通过动作全行程顺利动作，要考虑载荷和吸引力的平衡。接点的反弹受可动铁片的动作速度，可动部分的重量，接点弹簧的弹性等要素的影响。一般接点弹簧、接触片的形状、制动块的构造等应缓和动作时的冲击能量。线圈外加电压（电流）与动作时间的关系继电器的动作时间受线圈的外加电压（电流）支配。如下图所示，施加若干超出动作电压的电压时，线圈电流达到动作电流之前的时间；克服可动部惯性到可动部开始动作之前的时间；吸引力克服负载载荷，可动部加速，接点切换之前的时间，由于任何一个都延长，因此其动作时间也大幅延长。另一方面，施加大幅超过动作电压的电压时，任何一个都缩短，动作时间也提前。线圈外加电压和动作时间的关系如上所述，但线圈外加电压与其他特性也有关系，因此规定了线圈额定电压。线圈温度和动作继电器温度一发生变化，继电器接点弹簧的弹性、摩擦状态、线圈电阻等也发生变化。但是，其中对动作时间产生较大影响的是线圈电阻的变化。已经在继电器的动作原理部分对这一点进行了说明。电磁铁的动作与电流有关。在直流电磁铁下，电流可表示为以下公式。i：线圈电流R：线圈电阻E：线圈外加电压ι：线圈的时间常数L/Rt：从电压外加时经过的时间在这里线圈温度若是上升，如前面所述，线圈电阻在0.4％/℃下变大，线圈时间常数（L/R）的R（线圈直流电阻）也变大，因此接点的等待时间就缩短，动作时间也在变快的方向上产生作用。相反，线圈电阻的增加引起线圈电流的减少，因此在电压操作的继电器中，动作时间反而变长。下图表示关于电压操作和电流操作各自动作时间相对于线圈温度而发生的变化。如大型继电器那样动作时间要花费数10ms的继电器，即使温度变化，也不会发生较大变化，在10ms以下的小型继电器中可以看到温度引起的变化的倾向。●使用周围环境银移动（silvermigration）银的移动现象是银端子（电极）间长时间施加直流电压，在湿度及氧化还原环境的条件下，称为银移动。随着这种现象的进行，可能会降低绝缘性，偶尔在电路间发生短路等故障。银移动发生以及进程加速的条件中尚有较多不明确的地方，不能一概而论，一般总结为以下几点。发生条件加速条件银的存在·外加电压高，绝缘距离短。（电位频率高）·绝缘材料的吸水率高。·氧化还原性气体（SO2、H2S、NH3）等的存