继电器触点 分析 介绍 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/26 23:21:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

继电器触点分析触点是继电器的最重要组成部分。它们的性能受以下因素的很大影响,诸如触点的材料,所加电压及电流值(特别是使触点激励和去激励时的电压及电流波形),负载的类型,工作频率,大气环境,触点配置及跳动。如果其中任何因素不能满足预定值,可能就要发生诸如触点间的金属电积,触点焊接,磨损,或触点电阻快速增加等问题。

接触电压(交流,直流)

当继电器断开,感性负载时,在继电器的触点电路中便产生相当高的反电动势。反电动势越高,触点的损坏便越大。这会造成直流转换继电器开关容量的严重降低。这是因为和交流转换继电器不同,直流转换继电器没有零交叉点。一旦产生电弧,它就不容易减弱,从而延长了发弧时间。此外,直流电路中电流的单向流动也会使触点产生电积,并很快磨损。 尽管在商品目录或数据表中规定有作为继电器近似开关功率的资料,但总还要在实际负载条件下进行试验来确定实际的开关功率。

接触电流

通过触点的电流量直接影响触点的性能。例如当继电器用来控制感性负载,诸如电动机或电灯时,触点的磨损将更快,并且由于触点的浪涌电流增加,在配合触点间,便会更经常地产生金属电积。因此在某些部位,触点会不能打开。

触点保护电路

推荐使用设计用来处长继电器期望寿命的触点保护电路。这种保护另外的好外是抑制噪声,并防止产生碳化物及硝酸,否则当继电器触点打开时,它们将产生在触点表面。但是除去正确设计,保护电路会产生以下不利影响:诸如延长继电器释放时间。

一、触点构成

所谓触点构成,就是指接触机构。例如:b触点(Break触点),a触点(Make触点), c触点(Transfer触点)等。 二、触点级数

所谓触点级数就是触点回路数。 三、触点记号

各接触机构分别以下列方式表示:

a触点(常开) b触点(常闭) c触点(转换) MBB触点

四、规格负载

决定开关部(触点)性能之标准值,以触点电压及电流的组合来表示。 五、规格通电

电流无开关接点的情况下,未超过温度上限而持续可以通电至触点的电流值(JIS C4530) 六、开关容量的最大值(VA max,Wmax)

可以开关之负载容量的最大值。使用时,回路设计上应不超过此值。 七、故障率

个别规定之试验的种类及负载下,连续开关继电器时之单位时间(动作次数)内发生故障的比例。此值有时会随着开关频度、周围环境、及期待的信赖度水准而变化。在实际使用上,请在实际使用条件下进行实际确认。 八、接触阻抗

所谓接触阻抗,就是指构成可动片、端子、触点等回路之导体固有的阻抗、触点互相接

触时的阻抗,以及集中阻抗的合成值。一般接触阻抗的测量条件,是以下图所示之电压降下法(四端子法)通过下表规定的测量电流。试验电流(JIS C5442)触点负载或开关电源(A) 试验电流(mA) 0.01以下 1

0.01以上 to 0.1以下 10 0.1以上 to 1以下 100 1以上 1000

九、触点电压的最大值

可以开关之触点电压的最大值。使用时,绝对不能超过此值。 十、触点电流的最大值

可以开关之触点电流的最大值。使用时,绝对不能超过此值。

继电器触点故障是继电器失效的核心所在,当触点实际切换的负载电压小于起弧电压,电流小于lA时,特别是在中等电流(试验标准为DC 28V,0.1A)、低电平(10~30mV,l0~50μA)或干电路(指继电器触点先闭合,后接通毫伏微安级负载)条件下,触点实际工作时的失效机理、失效方式与实际切换额定功率负载全然不同。正是为了满足不同负载的不同要求,不同产品在设计、制造工艺、检测、试验要求也各不相同。因此,在实际选用继电器产品时,一定不能错误地认为:继电器的触点开关适用于从零到规定额定值的所有负载,更不能认为通过触点的实际负载比产品标准所规定的额定负载越小越可靠。例如能可靠切换220V,10A负载的触点,并不一定能可靠地切换10mA的实际负载,更不可用它去换接低电平或干电路负载。因此,对中等电流、低电平,干电路负载建议选用接触可靠性优良的金属罩全密封产品。

一般在可靠性设计中,降额设计是提高可靠性最有效的措施,对其它元器件来讲,如果不考虑其它的因素,如成本、体积等,降额越多,可靠性越高。但是,继电器与其它元器件有不同之处,并不是触点所加的负荷应力越小越可靠,这主要是由触点失效机理决定的。当触点电流使用到100毫安时,触点的电弧作用明显减弱,触点在高温条件下析出的含碳物质不能被电弧烧掉而沉积在触点表面,使触点接触电阻增大,影响接触可靠性。

当触点负荷使用在10毫安以下或50毫伏以下时,接触可靠性明显降低,因为这时电压无法击穿触点表面的膜电阻,将出现低电平失效。尤其在高温条件下,加速了触点的氧化,低电平失效表现得更为严重,所以把10毫安以上,50毫伏以下的负载称为低电平负载。 继电器的负荷应力虽然不能过小,但是,技术条件给出的负荷应力,是触点的最大额定值,是在任何情况下都不应该超过的参数。如果在使用中超过,轻者可造成寿命缩短,可靠性降低,重点可烧毁触点,造成失效。

这主要是继电器触点在大负荷下工作时所产生的飞弧导致触点被烧熔,在触点表面形成凹凸不平,形成机械咬合而无法分开,触点负荷越大,飞弧越大,触点被烧毁的可能性越大。从以上分析可知,适当的降额仍是提高继电器可靠性的有效措施。

触点负荷的正确使用,在一般情况下,负荷应设计在100毫安以上,技术指标给定的额定负荷值的百分之八十以下比较可靠。值得注意的是,继电器触点的额定负荷值是在阻性负载条件下给定的,当使用的负载是感性、容性及灯载时,可产生10倍的浪涌电流,所以如果不是阻性负载,使用时一般应进行换算。 关于继电器触点

1、触点保护

在切断电机、变压器、离合器和螺线管等电感性负荷时,触点两端常常会出现数百乃

至数千伏电压,这会使触点寿命显著变短。

另外,电感负荷产生的1A以下的电流,可导致火花放电,这个放电会使空气中有机物发生分解,触点碳化(氧化或碳化)发黑,这也将导致触点接触不良。

这里反电压产生的主要原因是当切断感性负载时贮存在线圈中的电感里的能量1/2 Li 2通过触点放电的形式表现出来,这时反电压t=-L.Di/Dt。一般常温湿条件下空气的临界击穿电压为200~300V,即反电压高于此值时将导致空气场击穿。但如将反电压吸收部分使之小于200V时则不会发生场击穿。断点续传,设计些像图57示的保护电路在实用中是很有意义的。

方法是阻容回路法、二极管法、可变电阻器并联等使用中注意事项,使用触点保护回路时,释放时间将变长,这一点提醒使用时须加注意,另外保护电路的元件使用不是一个组合时,负载应安装在靠近触点侧。

2、负载种类和浪涌电流

负载的类别和浪涌电流特性与开关频率有关,这也是触点容易发生熔连的原因之一。尤其是浪涌影响甚大,这一点必须在选择继电器时充份考虑其接点所能承载的裕度。图58给出的是不同负载下的电流波形以及与时间变量的关系,有一定参考价值。

3、触点转移

所谓触点转移现象是指在开关直流负载电路时一组触点一侧的触点熔蚀后挥发(飞溅)到另一触点上面,从而产生对接触点的一侧触点表面为凹状,而另一侧触点表面为凸状,这个现个象我们叫它触点转移。

转移程度随着触点开闭频次的增加而加剧,尤其在开断直流感性负载时,由于产生过电压,这时,可产生2A~数10的浪涌电流,从而使触点处产生弧光放电或火花。

针对这一情形,在此回路中可采用必要的触点保护电路,同时采用AgW、AgCu等不太适合转移的触点材料以减少这一转移现象的程度。

在开闭直流电路时,触点材料转移一般 - 极一侧呈凸状,而 + 极一侧则呈凹状。 因此在开闭直流大容量负载时如数A~数10A,确定实用的触点保护线路是必要的。 4、高频次的开闭直流负载会引起触点异常电腐蚀 在高频次的开断直流电子管和离合器的场合,触点会产生青绿色的光。触点开闭时的这一火花和空气中的 N 2 和 H 2 O(水气)结合产生化学作用,使触点保护回路失去消火花能力,从而在很大程度上加剧触点的损伤,因此对这一情形必须引起使用者的注意。 5、触点开关应放在电路的交流一侧

一般说,对于同样负载来说,开断交流较比切断直流更容易些。或者说,对同一开关而言切断交流负载较比直流负载空量可大些。这是因为交流有过零现象。交流电流过零时,实际上输入触点的功率就是零,自然产生电弧的能量也是零。这在相当程度上减短了电弧燃烧时间,自然也就使触点的腐蚀耗损减小了。因此开断同一负载时,交流较直流容易。 图59即依靠明了这层意思。 6、负载上开关触点的接线方式

负载与继电器的触点同电源的接线方法应接图60之(a)的样子进行,即触点的一侧全部接在同一电位上,防止触点之间有高的电压发生,而如(b)那样连接则比较靠近的两个触点将产生短路从而使电源有放电的危险。 7、其他不宜选用的电路接法 (1).触点间短路电路

图61所示的二种情况都是容易旨起点短路的接法。