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為了正確的選用繼電器,需要了解繼電器的特性,確認這些特性是否符合使用要求,如能在實際使用環境中進行確認則更為可靠。繼電器的選用原則參見表 1,在表中“必須確定"欄中有“"號的項目被確定之后,就可選定一款繼電器。如果有進一步的要求,需要進一步考慮“參考"欄中有“"號的相應項目。
以下對上表中的一些項目進一步說明
1 觸點
1.1 觸點負載
確定繼電器所能承受的負載是否滿足使用要求時,除了需要確定負載的大小,還要確定實際負載的種類,因為不同的負載有不同的穩態值,見表 2。除非另有說明,一般說明書給出的負載是阻性負載。
顯示了有代表性的負載與沖擊電流和時間的關系。另外,根據繼電器有不同動、靜觸點的極性也會影響電耐久性。
1.2 觸點材料
對于同一款繼電器,不同的觸點材料所適用的負載種類或范圍略有不同。見表 3。
備注:
(1) 每種繼電器必須要考慮說明書中規定的最大電流值。
(2) 一般條件允許時,最好在實際使用中進行試驗確認。
(3) 觸點的覆金層對于中、小負載性能較好。但對于負載的情況,通常僅用于維護在繼電器使用前的觸點的初始接觸性能。
1.3 電耐久性
除非另有說明,一般說明書顯示的電耐久性是在額定負載、一定溫度、負載比和動作頻率下測得的標稱值,因此對于其它負載種類和切換頻率,電耐久性會不同。一般對于 2A 以上的負載,同一款繼電器的防焊劑型和防塵罩型的電耐久性比塑封型的要長,因此在環境允許的條件下盡量使用防焊劑型和防塵罩型斷電器以提高繼電器使用壽命。
2 線圈
2.1 電壓
為了使繼電器工作可靠,要保證工作線路能給繼電器線圈供給額定電壓。
在采用晶體管驅動繼電器時,由于晶體管本身固有的壓降會導致施加在繼電器線圈上的電壓值低于驅動電路的實際值,建議在晶體管驅動電路電壓為 5V 時選用 4.5V 規格的繼電器。
有時為了縮短繼電器動作時間,可以在短時間內給線圈施加最大允許電壓,但要確保繼電器不會過熱,甚至損壞。對于極化繼電器,請確認線圈電壓的極性。
2.2 線圈電阻
為了使繼電器工作可靠,要保證工作線路能給繼電器供給標稱的線圈功耗,因此要選擇合適的線圈電阻。
3 性能
3.1 封裝方式
為了保證繼電器的可靠性,不同的封裝方式對繼電器的后加工有不同的要求,見表 4
備注:
(1)“√":好;“×":不好;“△":注意;
(2)由于塑料具有一定的透氣率,所以在有有害氣體或要求防爆的情況下請使用密封型繼電器。
3.2 介質耐壓和絕緣電阻
請確認這兩項參數能滿足使用要求,而不會導致線路發生擊穿、短路等情況。
3.3 抗振動和抗沖擊性能
請確認這兩項參數能滿足使用要求,而不會導致繼電器在使用過程中發生失效。
4 使用環境
4.1 環境溫度
一般在環境溫度不超出說明書中所規定的范圍時, 繼電器均可正常工作。
4.2 氣體
在較大濕度、甚至會凝露,以及粉塵多的環境下,推薦使用塑封型繼電器,因為較大的濕度易加速繼電器結構零件的銹蝕,粉塵則易使繼電器觸點失效。
在含有機硅的環境下,推薦使用密封型產品,因為有機硅會使繼電器加速觸點失效。
在含 H2S、 SO2、 NO2 等有害氣體的環境下,不能使用防焊劑型和防塵罩型,可用塑封型,并在實際使用中進行試驗確認。
在實際使用中,如果環境比較好,那么推薦使用防塵罩型或防焊劑型繼電器,因為防塵罩型或防焊劑型繼電器可獲得較塑封型更長的電耐久性。
5 外形和安裝
5.1 外形和安裝間隙
一般繼電器的外形尺寸都有一定的公差,因此在設計電路和安裝間隙時,推薦按說明書中規定的最大尺寸進行設計
5.2 焊接方式
選擇繼電器的引出端均不含鉛,推薦焊接溫度和時間為:240℃~260℃, 2s-5s。
若需要進行回流焊,請確認說明書是否說明該款繼電器可以進行回流焊。
5.3 引出端形式
可根據實際情況選擇合適的引出端形狀
6 其它
6.1 安全認證
一般 UL/CUL 認證適用于北美洲, VDE 和 TüV 認證適用于歐洲,但由于這些認證的國際性,其它大部分國家也認可這些認證。
二、 繼電器使用上的注意事項
為了正確使用繼電器,在選定繼電器并了解其特性的同時,還需要了解一些使用上的注意事項,以確保繼電器的可靠工作。
繼電器在使用中有以下其它注意事項:
a) 繼電器的使用應盡量符合產品說明書所列的各個參數范圍。
b) 額定負載和壽命是一個參考值,會根據不同的環境因素、負載性質與種類而有較大不同,因此最好在實際或模擬實際的使用中進行確認。
c) 直流繼電器盡量使用矩形波控制,交流繼電器盡量使用正弦波控制。
d) 為了保持繼電器的性能,請注意不要使繼電器掉落或受強沖擊。掉落后的繼電器建議不再使用。
e) 繼電器盡量使用于常溫常濕,灰塵和有害氣體少的環境中。有害氣體包括含硫類、硅類和氧化氮類等等的氣體。
f) 對于磁保持繼電器,在使用前應先根據需要將置于動作或復歸位置。線圈施加電壓時要注意極性、脈沖寬度。
g) 對于極化繼電器,請注意其線圈電壓的極性(+、-)。
除此之外還有其它注意事項,以下將大致參照“表 1 繼電器的選用原則"的順序逐一說明。
觸點的注意事項觸點是繼電器中最重要的結構件,觸點的使用壽命受觸點材料、觸點上的電壓及電流值(特別是接通時及斷開時的電壓、電流波形)、負載種類、切換頻率、環境情況、接觸形式、觸點回跳現象等的影響,觸點失效多以觸點的材料轉移、粘連、異常消耗、接觸電阻增大等故障現象出現,使用時需要注意。為更好地使用繼電器,請參考以下記述的有關觸點的注意事項。
1.1 負載
一般在產品說明書中記載了阻性負載的大小, 但只有這些是不夠的, 應該在實際的觸點電路里進行試驗確認。產品說明書中記載的最小負載并非繼電器可以可靠切換的標準下限值,這個值由于通斷頻率、環境條件、被要求的接觸電阻的變化、絕對值的不同,可靠程度是不同的。
1.1.1 電壓
觸點電路的電壓,在斷開感性電路時存在大于電路電壓的反向電壓,該電壓超高能量越大,導致觸點的消耗量和材料轉移量也增大,所以需要注意繼電器觸點所控制負載的類型和大小。
同樣電流下,繼電器能可靠切換的直流(DC)電壓值要比交流(AC)電壓值要低得多,因為交流電流存在零點(電流為零的點),產生的電弧容易熄滅,而對直流,產生的電弧只能在觸點間間隙達到一定值以后熄滅,使得電弧持續的時間較交流情況變得更長,加劇觸點的消耗和材料轉移。
1.1.2 電流
觸點閉合和斷開時沖擊電流對觸點的影響很大。例如負載為電動機或者指示燈的時候,閉合時的沖擊電流越大,觸點的消耗和材料轉移就越多,更易導致觸點粘接而不能斷開,請在實際使用時進行確認。
1.2 使用上的注意事項1.2.1 避免同一繼電器既通斷大負載又通斷小負載
因為通斷較大負載時易產生觸點飛濺物,它們會附著于通斷微小負載的觸點上,導致觸點故障,因此,請避免同一繼電器既通斷大和又通斷小負載。若不得不這樣使用時,在安裝時請將通斷微小負載的觸點置于通斷較大負載的觸點上方,但繼電器的可靠性會受到影響。
1.2.2 兩組觸點并聯的注意事項
兩組觸點并聯時可以提高接通的可靠性,但不能提高負載的能力,因為兩組觸點不可能同時打開或閉合。
1.2.3 關于觸點動作與交流負載相位同步的問題
繼電器觸點動作與所切換負載的交流電流相位同步時,如果觸點總是在負載電壓較高時接通或斷開,如圖 2,會增加觸點的粘接或材料轉移,從而引起繼電器過早失效,請在實際使用中確認是滯用隨機相位通斷。用計時器、微型計算機等驅動繼電器時,有電源相位同步的情況。
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