淺析繼電器的選型與應(yīng)用
| 用于從零到規(guī)定額定值的所有負(fù)載，更不能認(rèn)為通過觸點(diǎn)的實(shí)際負(fù)載比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的額定負(fù)載越小越可靠。例如能可靠切換220V，10A負(fù)載的觸點(diǎn)，并不一定能可靠地切換10 mA的實(shí)際負(fù)載。更不可用它去換接低電平或干電路負(fù)載。因此，對(duì)中等電流、低電平，干電路負(fù)載建議選用接觸可靠性優(yōu)良的金屬罩全密封產(chǎn)品。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用統(tǒng)計(jì)，在繼電器使用中，由于對(duì)觸點(diǎn)負(fù)荷使用不當(dāng)造成的失效，約占繼電器總失效率的70%。如何正確設(shè)計(jì)觸點(diǎn)負(fù)荷應(yīng)力是保證繼電器可靠性的關(guān)鍵。 一般在可靠性設(shè)計(jì)中，降額設(shè)計(jì)是提高可靠性最有效的措施，對(duì)其它元器件來講，如果不考慮其它因素如成本、體積等，降額越多，可靠性越高。但是，繼電器與其它元器件有不同之處，并不是觸點(diǎn)所加的負(fù)荷應(yīng)力越小越可靠，這主要是由觸點(diǎn)失效機(jī)理決定的。當(dāng)觸點(diǎn)電流使用到100毫安時(shí)，觸點(diǎn)的電弧作用明顯減弱，觸點(diǎn)在高溫條件下析出的含碳物質(zhì)不能被電弧燒掉而沉積在觸點(diǎn)表面，使觸點(diǎn)接觸電阻增大，影響接觸可靠性。 當(dāng)觸點(diǎn)負(fù)荷使用在10毫安以下或50毫伏以下時(shí)，接觸可靠性明顯降低，因?yàn)檫@時(shí)電壓無法擊穿觸點(diǎn)表面的膜電阻，將出現(xiàn)低電平失效。尤其在高溫條件下，加速了觸點(diǎn)的氧化，低電平失效表現(xiàn)得更為嚴(yán)重，所以把10毫安以下，50毫伏以下的負(fù)載稱為低電平負(fù)載。如果要求繼電器工作在低電平條件下，需要與生產(chǎn)廠簽訂專門技術(shù)協(xié)議，生產(chǎn)廠要按低電平要求進(jìn)行生產(chǎn)和篩選，否則將出現(xiàn)低電平失效，嚴(yán)重影響可靠性。 繼電器的負(fù)荷應(yīng)力雖然不能過小，但是，技術(shù)條件給出的負(fù)荷應(yīng)力，是觸點(diǎn)的******額定值，是在任何情況下都不應(yīng)該超過的參數(shù)。如果在使用中超過，輕者可造成壽命縮短，可靠性降低，重者可燒毀觸點(diǎn)，造成失效。這主要是繼電器觸點(diǎn)在大負(fù)荷下工作時(shí)所產(chǎn)生的飛弧導(dǎo)致觸點(diǎn)被燒熔，在觸點(diǎn)表面形成凹凸不平，形成機(jī)械咬合而無法分開，觸點(diǎn)負(fù)荷越大，飛弧越大，觸點(diǎn)被燒毀的可能性越大。從以上分析可知，適當(dāng)?shù)慕殿~仍是提高繼電器可靠性的有效措施。 觸點(diǎn)負(fù)荷的正確使用，在一般情況下，負(fù)荷應(yīng)力應(yīng)設(shè)計(jì)在100毫安以上、技術(shù)指標(biāo)給定的額定負(fù)荷值的百分之八十以下比較可靠。值得注意的是，繼電器觸點(diǎn)的額定負(fù)荷值是在阻性負(fù)載條件下給定的，當(dāng)使用的負(fù)載是感性、容性及燈載時(shí)，可產(chǎn)生10倍的浪涌電流，所以如果不是阻性負(fù)載，使用時(shí)一般應(yīng)按表1所示進(jìn)行換算。 4.2 關(guān)于電容負(fù)載 繼電器接點(diǎn)作為切換容性負(fù)載回路的自保接點(diǎn)，易引起接點(diǎn)粘接而不能釋放，其原因是由于電容器的充放電過程，類似于電容儲(chǔ)能點(diǎn)焊過程。進(jìn)一步分析試驗(yàn)表明：給22μF電容器充足DC 220 V電壓后，再激勵(lì)繼電器使其觸點(diǎn)直接短路放電，10次之內(nèi)，純銀觸點(diǎn)即可產(chǎn)生焊接不放現(xiàn)象。從理論上考慮 U - 為電容器兩端電壓； R - 為放電回路電阻； T - 為時(shí)間常數(shù)； 由于R約等于觸點(diǎn)的接觸電阻，趨近于零，在開始放電瞬間i= U/R；i非常大，也就是說： 電容器所儲(chǔ)存的全部能量，在很短時(shí)間內(nèi)全部通過觸點(diǎn)泄放，從而直接導(dǎo)致點(diǎn)焊焊接失效。此，長(zhǎng)的傳輸線、消除電磁干擾用的濾波器、電源等都是強(qiáng)容性的。用于此類負(fù)載的繼電器應(yīng)結(jié)合設(shè)備特性選用。 4.3 關(guān)于繼電器觸點(diǎn)的并聯(lián)使用 4.3.1 不能用觸點(diǎn)并聯(lián)的方式提高功率；有時(shí)，用一組觸點(diǎn)不能滿足電路的功率要求時(shí)，有時(shí)采用兩組或多組觸點(diǎn)并聯(lián)的方式來保證電路的功率要求。但是，由于繼電器觸點(diǎn)在動(dòng)作時(shí)存在微小的時(shí)間差（一般兩組觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)間相差0.1毫秒～0.2毫秒）。由此可知，先接通的一組觸點(diǎn)將承受全部功率，處在超應(yīng)力條件下進(jìn)行切換，很容易被大電流形成的電弧燒毀而失效，所以，要求在使用繼電器時(shí)，不能用觸點(diǎn)并聯(lián)的方式提高功率。 4.3.2 一般不采用觸點(diǎn)并聯(lián)的方式提高可靠性；在可靠性設(shè)計(jì)中，冗余設(shè)計(jì)可以提高可靠性。有些設(shè)計(jì)師利用冗余設(shè)計(jì)的原理，主觀上想利用繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)的方式提高控制電路的可靠性。但是，一般控制電路的作用是利用觸點(diǎn)相互轉(zhuǎn)換作用達(dá)到對(duì)電路的控制。如果采用觸點(diǎn)并聯(lián)的方式，接通的可靠性雖然提高了，但斷開的可靠性卻降低了，所以對(duì)一般用繼電器控制的轉(zhuǎn)換電路，采用并聯(lián)方式提高可靠性是不可取的。只有對(duì)特殊要求，例如一次接通或斷開就能完成規(guī)定功能的電路（如發(fā)射衛(wèi)星，只要求繼電器觸點(diǎn)把火箭的點(diǎn)火系統(tǒng)接通就完成任務(wù)），采用觸點(diǎn)并聯(lián)的方式可提高可靠性。 4.4 繼電器觸點(diǎn)的正確連接 4.4.1 應(yīng)盡量多用動(dòng)合觸點(diǎn)、少用動(dòng)斷觸點(diǎn)；在對(duì)繼電器觸點(diǎn)連接時(shí)，應(yīng)盡量多采用動(dòng)合觸點(diǎn)的連接方式，少用動(dòng)斷觸點(diǎn)，其原因是動(dòng)合觸點(diǎn)比動(dòng)斷觸點(diǎn)在動(dòng)作時(shí)的觸點(diǎn)回跳次數(shù)少。眾所周知，觸點(diǎn)抖動(dòng)對(duì)電路產(chǎn)生不良影響，而且縮短了觸點(diǎn)的壽命。 4.4.2 對(duì)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)極性的正確連接；轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)極性的連接對(duì)觸點(diǎn)壽命的影響極大，正確的連接應(yīng)是可動(dòng)觸點(diǎn)接電源陰極，固定觸點(diǎn)接電源陽極。其原因是通過對(duì)兩種不同連接的測(cè)試表明，在相同負(fù)載條件下，按上述正確的極性連接與相反的極性連接，其觸點(diǎn)的燃弧時(shí)間要減短二分之一，因而提高了觸點(diǎn)壽命。 結(jié)束語 在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，市場(chǎng)占有率是以質(zhì)量性能為主的，市場(chǎng)規(guī)模是以技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新為前提的，因此，全方位開發(fā)創(chuàng)新提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次，提升性價(jià)比等成為競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。我國的繼電器產(chǎn)業(yè)置身于全球市場(chǎng)的大環(huán)境中，應(yīng)以主動(dòng)出擊的姿態(tài)參與全球繼電器市場(chǎng)的分工與合作，在全球繼電器行業(yè)的新一輪調(diào)整重組中尋找自己的位置，在新的布局中占據(jù)有利地位，順應(yīng)全球經(jīng)濟(jì)一體化和產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)。充分認(rèn)識(shí)繼電器生產(chǎn)開發(fā)的中心正向具有一定工業(yè)基礎(chǔ)的發(fā)展國家轉(zhuǎn)移，而我國乃至亞洲已成為全球繼電器產(chǎn)業(yè)的中心這新一新態(tài)勢(shì)，認(rèn)真分析繼電器技術(shù)和市場(chǎng)的新變化，制定更加切實(shí)有效的發(fā)展戰(zhàn)略，面向數(shù)字化產(chǎn)品，提升技術(shù)檔次。以調(diào)整結(jié)構(gòu)升級(jí)優(yōu)化為重點(diǎn)，以提高市場(chǎng)占有率為目標(biāo)，突出市場(chǎng)，突出改革，突出戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)，調(diào)整和改組，突出技術(shù)創(chuàng)新，突出可持續(xù)發(fā)展，追求更高、更快、更強(qiáng)，抓機(jī)遇促發(fā)展，開創(chuàng)新世紀(jì)我國繼電器行業(yè)的新局面。 |
