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继电器使用说明.pdf

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继电器使用说明.pdf

文档介绍

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第一节继电器原理知识
一、继电器的定义
继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将
发生跳跃式变化的自动控制器件。
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。
二、继电器的工作原理
如图所示,当控制电路中的开关K闭合时,电磁铁便具有磁性,将衔铁吸
下,使继电器触点接触,与触点相连接的电源电路便接通;当控制开关K断开时,
电磁铁的磁性被撤消,继电器触点弹开,电源电路亦随之断开。
三、继电器的继电特性
继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值x,继电器的输出
x
信号
立刻从y=0跳跃到y=y,即常开触点从断到通。一旦触点闭合,输入量x继续增大,
m
输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于x值下降到x,继电器开始释放,
xf
常开触点断开(如图1)。我们把继电器的这种特性叫做继电特性,也叫继电器的输
入-输出特性。
释放值x与动作值x的比值叫做反馈系数,即
fx
K=x/x
ffx
触点上输出的控制功率P与线圈吸收的最小功率P之比叫做继电器的控制系数,即
c0
Kc=P/P
C0

继电器的分类方法较多,可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载产品用
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途等分类。
一、按作用原理分

在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。
它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电
器,节能功率继电器。
(1)直流电磁继电器:输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。
(2)交流电磁继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。
(3)磁保持继电器:将磁钢引入磁回路,继电器线圈断电后,继电器的衔铁仍能保持在
线圈通电时的状态,具有两个稳定状态。
(4)极化继电器:状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。
(5)舌簧继电器:利用密封在管内,具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来
开、闭或转换线路的继电
器。
(6)节能功率继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大(一般
30-100A),体积小,节电功能。

输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。

当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被
控线路的继电器。

当外界温度达到规定值时而动作的继电器.

当风的速度达到一定值时,被控电路将接通或断开。

当运动物体的加速度达到规定值时,被控电路将接通或断开。

如光继电器、声继电器、热继电器等。
二、按外形尺寸分
见表1。
表1继电器外形尺寸分类
名称定义
微型继电器最长边尺寸不大于10mm的继电器
超小型继电器最长边尺寸大于10mm,但不大于25mm的继电器
小型继电器最长边尺寸大于25mm,但不大于50mm的继电
三、按触点负载分
见表2。
表2继电器触点负载分类
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名称定义

~2A的继电器。
中功率继电器2~10A的继电器。
大功率继电器10A以上继电器。
节能功率继电器20A-100A的继电器
四、按防护特征分
见表3。
表3继电器防护特征分类
名称定义
密封继电器采用焊接或其它方法,将触点和线圈等密封在金属罩内,其泄漏率较
低的继电器
塑封继电器采用封胶的方法,将触点和线圈等密封在塑料罩内,其泄漏率较高的
继电器
防尘罩继电用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器

敞开继电器不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器


、外形符号、短划线、序号和防特征
符号组成
例如:JZC3F电压VDC/AC
。型号与规格序号之
间用斜线分隔,规格序号不能单独使用。
,须根据形成其系列的主要特征(线圈额定电压、
安装方式、引出端形式或触点组数等)进行编制。
:
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型号
分规
第一部
类第二部分第三部分第四部分第五部分斜格
名称分
号线序

外形符号短划线序号防护特征号

直流电磁继W(微型)/
电器
C(超小/
微功率JW
1型)
弱功率JR
M(密封)
中功率JZX(小型)
F(封闭)
大功率JQ
交流电磁继
2JL
电器
磁保持继电
3JM

混合式继电
4见注

5固态继电器JG——
6高频继电器JP
——
7同轴继电器JPT
8真空继电器JPK
9温度继电器JU
1电热式继电
JE
0器
1
光电继电器JF
1
1
特种继电器JT
2
1
极化继电器JH
3
1电子时间继
JSB
4电器
注:混合式继电器的型号为被组合的电磁继电器型号中的外型符合之后加
标字母H(混)。
,典型如下:

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表6
字母代号
名称符号
国内国外
动合(常开)触点SPSTNOHA

动断(常闭)触点SPSTNCDB
先断后合转换触点SPDT(B-M)ZC
先合后断转换触点SPDT(M-B)BD

常开中和触点SPDTNOEK
双动合触点SPSTNODMSHX
双动触点SPSTNODBSDY

注:以下如不特别注明,则均以电磁继电器为对象进行阐述。
:
保证产品的使用安装尺寸、重量、密封性、引线脚的强度和可焊性等。包括有:触点
压力、触点间隙、触点跟踪、复原簧片压力、衔铁动程、止钉高度等项机械参数。
:
保证继电器在规定使用条件下,可靠正常地工作,准确地反应和传速信号。包括有:
绕组电阻、触点电接电阻、吸合电流(电压)、额定工作电流(电压)、释放电流(电
压)、额定触点负荷、绝缘电阻、抗电强度等项电气参数。
:
在控制线路中往往提出继电器吸合和释放时间的要求,还有衔铁转换、触点
抖动、脉冲失真等时间参数要求。
:
根据继电器的使用环境,为了保证可靠地工作,环境适应性项目有:温度(极
限高低温、温度循环、温度冲击、低温贮存等)、耐潮湿(常温高湿、高温
高湿)、耐低气压、振动稳定性及振动强度、冲击稳定性及冲击强度、恒加
速度。
在特殊环境下,还有抗盐雾、抗霉菌、耐辐射、运输、贮存等项目。
:
继电器在规定的试验环境条件和触点负载下,在规定的动作次数内,失误次
数应不超过产品规定的要求。这里所指的失误,是指继电器在动作过程中,
触点断开时的粘结现象,以致触点闭合时触点压降超过规定的水平。
有可靠性指标要求的继电器都规定有失效率指标等级要求。
:
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为防止触电和火灾,产品必须要符合有关国家的安全规定,如中国长城、美
国UL、加拿大CSA、德国VDE、TUV等。
以上几项要求,并非所有继电器都要达到,根据不同使用条件,继电器的技
术要求也不同。

、释放值
...继电器的不吸动值、吸合值、保持值、释放值测试按图1所示的测试
程序图进行。该测试程序为生产单位和使用单位共同遵守的统一方法,其
最大优点是测试的参数重复性好,它并不表示实际使用中继电器要先磁
化,后工作。
....按一般要求,交流继电器的吸合电压不大于其额定电压的85%,直流继
电器的吸合电压不大于其额定电压的75%(有的为80%)。保持电压,直
流继电器通常为30%-40%额定电压,交流继电器保持电压要大些。直流继
电器的释放电压通常不小于10%额定电压,极限低温下不小于5%额定电
压。交流继电器的释放电压通常为30%左右额定电压极限低温下不小于
10%的额定电压。

...线圈电阻的测量可用电压、电流法和电桥法。用电压、电流法测量时,
应尽量避免或减小电压表、电流表内阻的影响,测试过程要尽量短,以避
免线圈温升。线圈电阻对测量时的环境温度比较敏感,所以测试前1-2小
时内产品要置于要测试的环境下并(最好)不对线圈施加激励。测试数值
Ra应换算成基准温度(一般为20℃)下的值,换算公式
为:....R=R[1+(T-20)]
a0a
式中:Ta为环境温度(℃)
为电阻温度系数(/℃)

...测量动断触点接触电阻时继电器处于不激励状态;测量动合触点接触
电阻时继电器处于额定激励状态。接触电阻的测量采用电压电流表法。测
量时,加到触点上的负载(阻性)应符合表7规定。测试部位在引出端离
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其根部4mm之内。负载应在触点达稳定闭合之后施加,触点断开之前切除。
表7继电器国标规定测量接触电阻(或压降)的负载大小
应用类别测试负载(阻性)
CA0≤30mV,≤10mA10mA×30mV
CA130mV~60V,~×100mV
CA25~250V,~×24V
CA35~600V,~100A1A×24V
注:含多种应用类别时,应以最低的应用类别的要求为准

...继电器绝缘电阻的测试一般都使用兆欧表,被测继电器应置于优质绝
缘板上,测试电压应符合各产品技术要求规定,一般加电压2s之后的最
小值即为被测值。
...介质耐压测试时在最高电压(110%额定电压)下保持1~5s,有争议时
应以额定电压保持1min为准。

...时间参数的测量电路如图2示所示,也可以用其他合适的电子仪器、
仪表代替,但触点负载应为阻性,测动作、释放及回跳时间用10mA×
6v(阻性负载),测稳定时间负载为50μA×50mV(阻性负载)。仪器的
分辩率为1μS。
...测量动作时间应以额定工作电压的下限激励,测量释放时间应从额定
工作电压的上限切除。


...外形尺寸检查的依据是外形图,测量引出端位置尺寸时,应在距底板
3毫米范围内测量,测量时所施外力不得造成继电器的任何损伤。
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...若无特殊规定,~:温度
15~35摄氏度,相对温度45%-75%,~.
第四节继电器的使用注意事项


...使用环境条件主要指温度(最大与最小)、湿度(一般指40摄氏度下
的最大相对湿度)、低气压(使用高度1000米以下可不考虑)、振动和冲
击。此外,尚有封装方式、安装方法、外形尺寸及绝缘性等要求。由于材
料和结构不同,继电器承受的环境力学条件各异,超过产品标准规定的环
境力学条件下使用,有可能损坏继电器,可按整机的环境力学条件或高一
级的条件选用。
...对电磁干扰或射频干扰比较敏感的装置周围,最好不要选用交流电激
励的继电器。选用直流继电器要选用带线圈瞬态抑制电路的产品。那些用
固态器件或电路提供激励及对尖峰信号比较敏感地地方,也要选择有瞬态
抑制电路的产品。

...按输入信号是电、温度、时间、光信号确定选用电磁、温度、时间、
光电继电器,这是没有问题的。这里特别说明电压、电流继电器的选用。
若整机供给继电器线圈是恒定的电流应选用电流继电器,是恒定电压值则
选用电压继电器。

...与用户密切相关的输入量是线圈工作电压(或电流),而吸合电压(或
电流)则是继电器制造厂控制继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数。
对用户来讲,它只是一个工作下极限参数值。控制安全系数是工作电压(电
流)/吸合电压(电流),如果在吸合值下使用继电器,是不可靠的、不安
全的,环境温度升高或处于振动、冲击条件下,将使继电器工作不可靠。
整机设计时,不能以空载电压作为继电器工作电压依据,而应将线圈接入
作为负载来计算实际电压,特别是电源内阻大时更是如此。当用三极管作
为开关元件控制线圈通断时,三极管必须处于开关状态,对6VDC以下工
作电压的继电器来讲,还应扣除三极管饱和压降。当然,并非工作值加得
愈高愈好,超过额定工作值太高会增加衔铁的冲击磨损,增加触点回跳次
数,缩短电气寿命,一般,,工作值的误差一般
为±10%。

...国内外长期实践证明,约70%的故障发生在触点上,这足见正确选择
和使用继电器触点非常重要。
...触点组合形式和触点组数应根据被控回路实际情况确定。常用的触点
组合形式见表6。动合触点组和转换触点组中的动合触点对,由于接通时
触点回跳次数少和触点烧蚀后补偿量大,其负载能力和接触可靠性较动断
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触点组和转换触点组中的动断触点对要高,整机线路可通过对触点位置适
当调整,尽量多用动合触点。
...根据负载容量大小和负载性质(阻性、感性、容性、灯载及马达负载)
确定参数十分重要。认为触点切换负荷小一定比切换负荷大可靠是不正确
的,一般说,继电器切换负荷在额定电压下,电流大于100mA、小于额
定电流的75%最好。电流小于100mA会使触点积碳增加,可靠性下降,
故100mA称作试验电流,是国内外专业标准对继电器生产厂工艺条件和
水平的考核内容。由于一般继电器不具备低电平切换能力,用于切换
50mV、50μA以下负荷的继电器订货,用户需注明,必要时应请继电器
生产厂协助选型。
...
通常人们所说的产品可靠性是指产品的工作可靠性,其被定义:在规
定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。它由产品的固有可靠性
和使用可靠性组成,前项由产品的设计和制造工艺决定,而后项则与用户
的正确使用及生产厂家售前、售后服务有关。用户使用时应注意以下各项。

...线圈使用电压在设计上最好按额定电压选择,若不能,可参考温升
曲线选择。使用任何小于额定工作电压的线圈电压将会影响继电器的工
作。注意线圈工作电压是指加到线圈引出端之间的电压,特别是用放大
电路来激励线圈务必保证线圈两个引出端间的电压值。反之超过最高额
定工作电压时也会影响产品性能,过高的工作电压会使线圈温升过高,
特别是在高温下,温升过高会使绝缘材料受到损伤,也会影响到继电器
的工作安全。对磁保持继电器,激励(或复归)脉宽应不小于吸合(或
复归)时间的3倍,否则产品会处于中位状态。用固态器件来激励线圈
时,其器件耐压至少在80V以上,且漏电流要足够小,以确保继电器的
释放。

...继电器线圈断电瞬间,线圈上可产生高于线圈额定工作电压值30倍
以上的反峰电压,对电子线路有极大的危害,通常采用并联瞬态抑制(又
叫削峰)二极管或电阻的方法加以抑制,使反峰电压不超过50V,但并
联二极管会延长继电器的释放时间3~5倍。当释放时间要求高时,可在
二极管一端串接一个合适的电阻。
激励电源:在110%额定电流下,电源调整率≤10%(或输出阻抗<5%
的线圈阻抗),直流电源的波纹电压应<5%。交流波形为正弦波,波形系
~,波形失真应在±10%以内,频率变化应在±1Hz
或规定频率的±1%之内(取较大值)。其输出功率不小于线圈功耗。

...多个继电器并联供电时,反峰电压高(即电感大)的继电器会向反峰
电压低的继电器放电,其释放时间会延长,因此最好每个继电器分别控制
后再并联才能消除相互影响。
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不同线圈电阻和功耗的继电器不要串联供电使用,否则串联回路中线
圈电流大的继电器不能可靠工作。只有同规格型号的继电器可以串联供
电,但反峰电压会提高,应给予抑制。可以按分压比串联电阻来承受供电
电压高出继电器的线圈额定电压的那部分电压。

...加到触点上的负载应符合触点的额定负载和性质,不按额定负载大
小(或范围)和性质施加负载往往容易出现问题。只适合直流负载的产品
不应用于交流场合。能可靠切换10A负载的继电器,在低电平负载(小于
10mA×6A)或干电路下不一定能可靠工作。能切换单相交流电源的继电器
不一定适合切换两个不同步的单相交流负载;只规定切换交流50Hz(或
60Hz)的产品不应用来切换400Hz的交流负载。

...触点并联使用不能提高其负载电流,因为继电器多组触点动作的绝
对不同时性,即仍然是一组触点在切换提高后的负载,很容易使触点损坏
而不接触或熔焊而不能断开。触点并联对“断”失误可以降低失效率,但
对“粘”失误则相反。由于触点失误以“断”失误为主要失效模式,故并
联对提高可靠性应予肯定,可使用于设备的关键部位。但使用电压不要高
于线圈最大工作电压,也不要低于额定电压的90%,否则会危及线圈寿命
和使用可靠性。触点串联能够提高其负载电压,提高的倍数即为串联触
点的组数。触点串联对“粘”失误可以提高其可靠性,但对“断”失误则
相反。总之,利用冗余技术来提高触点工作可靠性时,务必注意负载性质、
大小及失效模式。

...继电器切换速率应不高于其10倍动作时间和释放时间之和的倒数(次
/s),否则继电器触点不能稳定接通。磁保持应在继电器技术标准规定的
脉冲宽度下使用,否则有可能损坏线圈。


...将继电器焊接在印制电路板上使用时,印制板的孔距要正确,
孔径不能太小。当必须扳动引出端时,应首先将引出端靠底板3mm
处固定再扳动和扭转。直径≥。
,这可保护引出
端根部不受外力损伤,也便于焊后清洗时清洗液的流出和挥发。焊
孔式和焊钩式引出端在焊接引线和焊下引线过程中都不能使劲绞
导线、拉导线,以免造成引出端松动。对螺孔和螺栓引出端,安装
时其扭矩应小于表10的值。
表10单位:N·M




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作安装件用--
安装时继电器不慎掉落在地,由于受强冲击,内部可能受损,
应隔离、检验确认合格后才能使用。

...继电器引出端的焊接应使用中性松香焊剂,不应使用酸性
焊剂,焊接后应及时清洗、烘干。焊接用电路铁以30~60W
为宜,烙铁顶端温度280~330℃为好,焊接时间应不大于3
秒。自动焊接时,焊料温度260℃,焊接时间不大于5秒。
非密封继电器在焊接和清洗过程中,切勿让焊剂、清洗液污
染继电器内部结构,而密封继电器和可清洗式塑封继电器都
可进行整体浸洗。

...对有抗振要求的继电器,合理选择安装方式可避免或减少
振动放大,最好是将继电器安装成使继电器受到的冲击和振
动的方向与继电器衔铁的运动方向相垂直,尽量避免选用顶
部螺钉安装或顶部支架安装的继电器。

...多只继电器密集安装于同一印制板或同一机架,它们可以
产生反常的高热,无磁屏蔽罩子的继电器还可能因受磁干扰
而动作失误,这可以通过合理设计各继电器之间的安装间隙,
或把其它元器件安装到各只继电器中间(但不得是强发热和
产生强磁场的元件以及怕热和磁干扰的元器件)来解决。
四、继电器的保护:

...只要条件允许,应使继电器线圈和铁心无论在线圈导通或
断开时都处于等电位,以避免电化学腐蚀。

...继电器触点保护线路很多,对电感性负载通常采用负载并
联二极管消火花,与触点并联RC吸收网络或压敏电阻来保护触
点。对容性负载、灯负载通常采用在负载回路串联小阻值功率
电阻或串联RL抑制网络来抑制浪涌电流的冲击。
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