继电器讲义文档格式.docx
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W
最长边尺寸不大于10mm的继电器
超小型继电器
C
最长边尺寸大于10mm，但不大于25mm的继电器
小型继电器
X
最长边尺寸大于25mm，但不大于50mm的继电器
（三）按触点负载分
微功率继电器
小于0.2A的继电器。
弱功率继电器
R
0.2~2A的继电器。
中功率继电器
Z
2~10A的继电器。
大功率继电器
Q
10A以上继电器。
（四）按防护特征分
密封继电器
M
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
F
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
防尘罩继电器
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
（五）按触点形式分
常开继电器
H
只有常开触点形式的继电器
常闭继电器
D
只有常闭触点形式的继电器
转换继电器
具有转换触点形式的继电器
（六）按用途分
名称
定义
通讯继电器（包括高频继电器）
通讯设备中使用的继电器，该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流，环境使用条件要求不高。
机床继电器
机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。
家电用继电器
家用电器中使用的继电器，要求安全性能好。
汽车继电器
汽车中使用的继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲击、抗振性高。
以下无特殊说明时“继电器”均指电磁继电器。
第二节电磁继电器工作原理及主要技术参数
一.电磁继电器工作原理
1．通用电磁继电器工作原理
以图2所示结构为例进行说明，当线圈引出脚两端加上电压或电流，线圈的激磁电流产生磁通，磁通通过铁心、轭铁、衔铁和工作气隙组成的磁路，并在工作气隙产生电磁吸力。
当激磁电流上升达到某一值时，电磁吸力矩将克服动簧的反力矩使衔铁转动，带动推动卡推动动簧，实现触点闭合；
当激磁电流减小到一定值时，动簧反力矩大于电磁吸力矩，衔铁回到初始状态，触点断开。
2．磁保持继电器工作原理
如图3所示，继电器触点状态保持力是由衔铁部分中的两件磁钢产生的，磁钢产生的磁通通过右衔铁--轭铁磁极—铁心---轭铁磁极---左衔铁---磁钢形成闭合回路，在衔铁和轭铁磁极间产生吸力，如图所示，左衔铁的延伸臂通过推动块对动簧片施加推力，使动、静触点间产生足够的压力，使其能可靠载流。
图3
图4
当需要使继电器触点断开时，只需对线圈施加一个足够宽度脉冲电压,该脉冲电压产生的磁通与磁钢产生的磁通方向相反，在磁极上就会产生与磁钢相同的极性,根据磁场同性相斥原理，在衔铁和轭铁磁极间会产生推力，当磁路产生的合成力矩小于簧片的反力矩，动簧朝后运动，衔铁部分绕转轴转动，继电器会呈图4的断开状态。
如果要返回闭合状态,必须在线圈上施加一相反的脉冲,否则,继电器触点状态会永远保持下去。
二.电磁继电器技术参数的含义
1．工作环境温度范围
工作环境温度范围是指继电器允许工作的最高环境温度至最低环境温度的范围。
2．贮存温度范围
贮存温度范围是指继电器允许贮存的最高环境温度至最低环境温度的范围。
3．振动（正弦振动）
振动是指一种重复周期的正弦运动，其加速度值是位移与频率的函数。
对继电器在承受产品标准所规定的频率范围和加速度的作用下，继电器任何一对闭合触点的断开和断开触点的闭合的时间进行考核，一般要求小于10μS或100μS。
典型试验条件为10~55Hz、1.5mm双振幅。
4．冲击强度
冲击强度是指经给定大小、波形和持续时间的连续单向力脉冲作用后，产品能维持正常工作的能力。
继电器在经受产品标准规定的加速度和次数的冲击作用后，继电器应无零件松动和机械损坏，电气参数应符合要求。
5．冲击稳定性
冲击稳定性是指经给定大小，波形和持续时间的单向力脉冲作用下，产品维持正常工作的能力。
继电器在产品标准规定的加速度和次数的冲击下，继电器的任何一对触点的抖动（即闭合触点的断开和断开触点的闭合）时间应符合规定。
触点抖动的时间的最大允许值分：
10μS,100μS。
6．绝缘电阻
继电器的绝缘电阻是指各不相连导电部分间的绝缘部分在外加一定直流电压时所呈现的电阻值。
（一般情况下，常开触点间、触点组间、触点线圈间绝缘电阻值为同一值）
7．介质耐压
继电器的介质耐压指互不相连导电部分间的绝缘部分承受抵抗规定电压而无击穿和过大漏电流的能力。
（一般情况下，常开触点间、触点组间、触点线圈间介质耐压为不同值）
8．接触电阻
在规定的测量条件下测量得到一对闭合触点间的电阻值。
无特殊要求时，使用厂家一般用指示灯检测。
9．动作电压
继电器的所有触点从释放状态到达工作状态时所需线圈电压的最小值。
一般规定为75%～80%额定电压。
10．释放电压
继电器的所有触点从吸合状态恢复至释放状态时所需线圈电压的最大值。
一般规定为5%～10%额定电压。
11．动作时间
处于释放状态（初始状态）的继电器，在规定的条件下，从施加输入激励量规定值的瞬间起到继电器切换的瞬间止的时间间隔。
一般厂家不要求检测。
12．释放时间
处于动作状态（终止状态）的继电器，在规定的条件下，从施加输入激励量规定值的瞬间起到继电器切换的瞬间止的时间间隔。
13．线圈功耗
继电器线圈在额定电压作用下，线圈所消耗的功率。
14．最大负载
（1）最大负载电流：
指继电器触点能可靠切换的最大电流。
（2）最大负载电压：
指继电器触点能可靠切换的最大电压。
（3）最大切换功率：
指继电器触点能可靠切换的最大功率。
三.电磁继电器试验简介
电磁继电器试验包括环境试验、功能试验，试验项目有40多项。
大部分项目与其它电子产品相类似，下面仅就一些重要的功能试验进行说明。
Ø
温升试验
试验目的：
测定继电器线圈温升是否超过极限值。
试验方法：
在规定的温度下，将继电器放置在20×
20×
20cm的封闭箱体内，触点加额定负载电流，线圈加规定的激励值，当线圈达到热平衡时，测得线圈电阻，求出线圈温升。
说明：
一般情况下，环境温度为室温，线圈加额定电压。
有些厂家采用环境温度为最高工作温度测试，得出线圈温升较低。
有些厂家采用线圈加110%额定电压测试，得出线圈温升较高。
继电器线圈达到稳定温升时间约2小时。
电寿命
检验继电器在规定的条件下和循环次数中的性能。
在环境温度下，触点加规定负载，线圈激励值为额定电压，以规定的负载比和通断频率进行触点开断循环，在完成10%、50%、75%、100%的规定循环次数时，检查触点的工作情况，按规定失效判据判断继电器是否达到规定的电寿命要求。
说明：
①负载比一般为50%，也可为15%、25%、40%、60%。
②通断频率一般选用600次/小时、1200次/小时、1800次/小时，国外也选用360次/小时。
③失效判据：
触点永久粘接、触点不通、吸合电压高于最大吸合电压、释放电压低于最小释放电压、绝缘电阻不良等。
机械寿命
评定继电器在额定激励条件下，在全部扩展的循环次数内的机械性能。
在环境温度下，触点不加负载，线圈激励值为额定电压，以规定的通断频率进行触点开断循环，在完成10%、50%、75%、100%的规定循环次数时，检查触点的工作情况，按规定失效判据判断继电器是否达到规定的机械寿命要求。
①通断频率一般选用18000次/小时。
②失效判据：
触点不通、吸合电压高于最大吸合电压、释放电压低于最小吸合电压、绝缘电阻不良等。
③循环次数：
一般为106次或107次。
第三节继电器选用原则
选型时可以按下述要点逐项开展分析和研究：
①外形及安装方式、安装脚位；
②输入参量；
③输出参量；
④时间参量；
⑤环境条件；
⑥安全要求；
⑦电磁兼容；
⑧安装使用要求。
下面按上述要求分别阐述。
一.外形、安装方式、安装脚位
继电器的外形、安装方式、安装脚位品种很多，用户必须按整机的具体要求，提出允许的继电器高度和安装面积、安装方式、安装脚位等。
这是选择继电器首先要考虑的问题。
一般采用以下原则：
1．满足同样负载要求的产品具有不同的外形尺寸，根据所允许的安装空间，可选用低高度或小安装面积的产品。
但体积小的产品有时在触点负载能力、灵敏度方面会受到一定限制。
2．继电器的安装方式有PC板式、快速连接式、法兰安装式、插座安装式等，其中快速连接式继电器的连接片可以是187#或250#。
对体积小、不经常更换的继电器，一般选用PC板式。
对经常更换的继电器，选用插座安装式。
对主回路电流超过20A的继电器，选用快速连接式，防止大电流通过线路板，造成线路板发热损坏。
对体积大的继电器，可选用法兰安装式，防止在冲击、振动条件下，安装脚损坏。
3．安装脚位：
一般考虑线路板布线的方便，强弱电之间的隔离。
特别应考虑安装脚位的通用性。
有些公司的产品在设计风格上较为独特，所以脚位很特别，这样的产品大部分是为特定用户设计，其它生产厂因考虑市场问题不愿开发，选用后供货较难。
二.输入参量
电磁继电器的输入参量有：
交流输入参量、直流输入参量、脉冲输入参量。
在选用时考虑以下参数：
1．线圈功耗
2．吸合电压、释放电压
3．不吸合电压、不释放电压（一般不要求保证，特殊情况可特殊订货）
4．最大连续通电电压。
5．线圈电阻
6．线圈阻抗
7．线圈温升
8．交流输入参量的频率
9．脉冲输入参量的脉宽
选用注意事项：
（1）继电器线圈电阻随温度的变化而变化，这对继电器吸动、释放电压的影响是明显的。
70℃下的吸合电压一般比20℃下的吸合电压高20%左右。
（2）在继电器常开触点闭合后，一般要求线圈上应施加最低动作电压以上电压，不推荐使用低保持电压，因为会减弱产品抗振性。
（3）长期施加在线圈上的电压值，一般应小于120%额定电压，若需达到130%额定电压及以上值时，应与生产厂协商。
特别在高温下使用，会造成线圈温度过高，老化加速。
（4）继电器线圈采用开关切换时，应考虑触点回跳的影响。
（5）交流负载继电器的线圈用可控硅控制时，可能造成同相位开断负载，继电器寿命缩短。
还应避免可控硅误触发。
（6）直流继电器释放电压一般为5%～10%额定电压，交流继电器释放电压一般为10%~20%额定电压。
当线路上剩余电压过大，会造成继电器不释放。
（7）电压规格的选用应尽量采用通用规格，直流为12Vd.c.、24Vd.c.，交流为110Va.c.、220Va.c.。
（8）当继电器线圈通电一段时间后，线圈发热。
这时进行继电器触点切换动作，其吸合电压高于冷态吸合电压，可能造成继电器不动作。
对各种输入参量的特殊要求说明如下：
1．交流输入参量
（1）交流频率：
交流继电器输入电压（电流）的频率一般为50HZ或60HZ。
由于二者线圈的感抗不同，吸动电压、线圈温升有明显差异。
国内厂家一般按50HZ生产，若需要使用60HZ电源，应给予声明。
（2）电流波形：
交流电压波形应尽量为正弦波，严重的波形畸变可能引起继电器线圈过热、动作电压变化及产生交流噪声。
（3）环境温度：
交流继电器由于存在涡流损耗和磁滞损耗，温升较高，一般为70℃到80℃。
工作环境温度不宜过高，最好为40℃到65℃。
当提高环境温度时，要求漆包线及绝缘材料的耐温等级相应提高，继电器成本将大幅度上升。
（4）交流噪声：
继电器工作时，会发出交流噪声。
初始要求小于45dB（分贝），实际使用中，由于磁极间出现砂尘等污物以及随着机械参数的变化，交流噪声会有所增大。
因定量检测较为困难，一般要求在正常环境条件下，放置距耳朵50cm处，听不到交流声。
测试的电压范围在吸合电压到110%额定电压之间。
（5）吸动电压：
交流继电器的吸动电压一般小于80%VH（额定工作电压以下同）；
允许最高吸动电压＜90%VH。
用供电电压直接激励的继电器，当供电电压波动幅度大于±
10%时，将可能导致继电器的失效，国内的农村电网电压很低，应特别注意。
电压过低，吸动不可靠，会出现似吸非吸而失效；
电压过高，温升上升，继电器绝缘受损而失效，以上两种情况均可能造成继电器烧毁。
（6）交流继电器吸合时的线圈阻抗小于稳定时的线圈阻抗，吸合时会产生冲击电流，在线路设计时应给以考虑。
（7）可靠性：
一般情况下，交流继电器可靠性低于直流继电器。
2．直流输入参量
（1）选择直流继电器，突出问题是灵敏度L（线圈额定功耗）问题，L与输出功率大小、外形尺寸、环境条件（环境温度，振动、冲击……）有关，确定继电器灵敏度应十分谨慎，不可片面强调灵敏度，而牺牲其他性能。
当对灵敏度要求不高时，可采用一般灵敏度的直流继电器；
当灵敏度要求较高，输出功率为强电，环境条件苛刻，可用固态继电器、中等灵敏度的继电器；
当要求高灵敏度（如0.2W以下）时，可采用混合继电器、极化继电器。
但混合继电器的价格较高，体积较大；
极化继电器环境适应性较差，负载能力不高。
（2）当要求有很低的电力损耗时，可采用磁保持继电器。
它不需要连续供电，只需提供一个足够大的脉冲电压，就可以保证产品吸合，但线路设计较为麻烦，需提供正反向电压。
（3）直流线圈两端可并联续流二极管，防止过高的反向电压。
但应考虑电源极性。
（4）施加在继电器线圈上的动作电压应超过规定的吸合电压值，且为阶越电压。
低斜率的爬升电压，会造成继电器动作时间延长，甚至触点熔焊。
3．脉冲输入参量
1磁保持继电器出厂时，处于复位状态（常开触点断开，常闭触点闭合）。
由于运输等过程受到冲击作用，继电器触点可能处于置位状态（常开触点闭合，常闭触点断开）。
为避免使用时出现故障，建议在装配前进行触点状态检测，或在主回路通电前对线圈施加复位电压，保证触点状态正确。
对于便携式产品应特别注意。
2磁保持继电器的线圈驱动脉冲应足够宽。
建议取5倍动作时间以上，保证可靠动作。
3在使用双线圈磁保持继电器时，双线圈不可同时施加电压，以避免误动作。
4对单线圈磁保持继电器，其线圈不应串联续流二极管，以免续流引起继电器反向动作，驱动线路应选择有足够耐压的元件。
三、输出参量
继电器输入参量选用时应考虑以下参数：
1．触点组数
2．触点形式
3．触点负载
4．触点材料
5．电气寿命、机械寿命
1．触点负载
大多数继电器负载能力，只标最大纯阻性负载，但用户实用的往往不是纯阻性负载，而是感性的、灯的、电机的或容性的负载，则触点负载大小应降额使用。
应该强调，触点故障是继电器失效的主要原因。
触点在不同负载类型、不同负载大小条件的电接触特性、失效现象及失效机理是有差别的。
下面分别进行说明：
（1）．白炽灯
由于白炽灯钨丝冷态电阻很小，接通瞬间的浪涌电流高达稳态电流15倍。
如此大的浪涌电流会使触点迅速烧蚀，甚至产生熔焊失效。
一般可串入限流电阻来减少浪涌电流。
（2）．电机负载
电动机静止时输入阻抗很小，启动瞬间浪涌电流很大。
当电动机启动后，产生内部电动势，致使触点电流趋于减小，关断时，触点间出现反电势，常常会引起拉弧，造成触点烧蚀。
（3）．感性负载
电感器、轭流圈接通瞬间，电磁线圈有抑制电流上升的功能，不会出现浪涌电流；
电磁铁、接触器线圈接通瞬间会出现浪涌电流；
这四种负载关断时，贮存在电磁线圈中的电磁能通过触点间燃弧消耗掉，这将导致触点烧蚀，金属转移、粘接。
采用RC网络、二极管、压敏电阻等触点保护装置可减少触点的烧蚀。
（4）．容性负载
容性电路的充电电流可能非常大，开始时，电容器类似短路，其电流仅受线路电阻的限制。
有时，用户并未意识到其负载是容性的，实际上，长的传输线、消除磁干扰的滤波器、电源等都是强容性的。
串联限流电阻，可以减少接通瞬间的浪涌电流。
（5）．直流负载
直流负载比交流负载难断开，因为交流电压波形存在过零点，在电压过零时，输入电能为0，电弧无法维持燃烧而熄灭，直流电压没有过零点，触点开断瞬间，即产生电弧，且由于外加电压持续保持，只有电弧被拉长，不能自持而熄灭。
电弧热能会使触点严重烧损。
直流电流总是朝一个方向流动，会引起触点材料转移加剧。
（6）．低电平
低电平一般指开路电压为10～100mV，触点转换电流为微安级到10mA。
由于吸附在触点表面的有机物、化合物难以在转换负载时消除，导致触点接触电阻大而不稳定，电流不稳定，触点压降递增，最终失效。
选用注意事项：
（1）最大开断电压、最大开断电流、最大开断功率均不应大于规定值。
（2）直流负载电压超过30Vd.c.时,允许开断的电流随负载电压升高急剧下降。
选用时，应进行负载试验。
（3）触点负载应大于最小允许负载，避免信号传输错误。
（4）负载开断频率应低于规定值，若无规定，可按低于10次/分钟考虑。
（5）使用多组触点继电器时，应保证负载在电源的同一侧，避免继电器故障时，产生短路现象。
（6）在利用继电器控制的线路中，应充分考虑继电器的各种触点短路、开路故障，避免因此造成电源短路等严重的事故。
（7）一般情况下，实际开断阻性负载应适当低于额定阻性负载。
（8）继电器使用于除阻性负载外的其他负载时，应尽量进行实际负载开断试验。
（9）在选择继电器时，不要只根据外壳上标注的负载值，而应参照产品的详细样本。
检查样本中的负载曲线，注意触点额定电压为110Va.c.或220Va.c.，寿命次数为多少。
（10）产品使用于低电平负载场合时，应选用相应的继电器,必要时选用双触点继电器。
最好选用具有分叉触点的继电器。
（11）继电器正常使用时可以不加灭电弧电路，在开断具有冲击电流、冲击电压的负载时，加入适当的灭弧电路可以延长产品寿命，但特别应防止电路振荡，以免产生相反效果，应尽量根据实际电路进行灭弧效果测试。
灭弧电路的典型使用范例如下：
电路
应用
特点
元件选择
AC
DC
RC电路
*
好
RC电路中存在漏电流，
*用于交流负载时，RC阻抗应大大于负载阻抗。
R:
0.5~1Ω/V
C:
0.5~1μF/A
电容耐压及极性应符合要求。
不好
用于交流负载时，RC电路中存在漏电流，负载为继电器或螺线管时会延长释放时间。
二极管电路
由于二极管续流作用，负载为继电器或螺线管时会延长释放时间。
二极管反向耐压应为10倍电源电压（电源电压较低时，可采用2~3倍），允许通过电流与负载电流相等。
稳压管电路
当二极管电路对释放时间影响太大时使用。
稳压管电压与电源电压相等。
压敏电阻电路
负载为继电器或螺线管时会轻微延长释放时间
对容性负载可采用串联限流电阻等方法帮助灭弧。
（12）各种负载下的冲击电流及负载值如下表：
阻性负载
接触器等（cosφ=0.7）
电机负载
白炽灯
冲击电流系数
1
3～10
5～10
10～15
允许负载电流系数
30%
20%
15%
以上参数为要求安全余量较大时选用，其余情况应尽量采用实际负载测试。
当感性负载的功率因数降低时，负载电流应降低。
2．触点材料
触点材料是继电器使用的最重要的材料，其性能高低决定继电器的质量水平。
各种材料特点、使用场合不同，下面分别进行介绍：
材料
优点
缺点
应用场合
Ag
电导率和热导率最高，价格低
熔点低、易硫化、易熔焊
电流小于1安的一般用途继电器
Ag-Ba
抗硫化性好
价格昂贵
通讯继电器
AgNi0.15、AgCu3
电导率和热导率高，机械强度和耐电腐蚀较强。
接触电阻比Ag略大
低负载直流继电器
AgNi10~20
接触电阻较低，有一定的耐烧蚀性能。
易硫化
10A以下交流负载继电器
AgCdO
抗烧蚀、抗熔焊性能优良。
Cd有毒，接触电阻大
大电流负载继电器
AgSnO
抗烧蚀性能优良。
抗熔焊性优于AgCdO，抗材料转移性能好。
接触电阻大、价格高
有环保要求的大电流负载继电器、高浪涌负载继电器、直流负载继电器
四、时间参量
继电器的时间参量选择时应考虑以下参数：
⑴ 吸动时间
⑵释放时间
⑶吸动回跳时间
⑷释放回跳时间
继电器时间参数定义如下：
时间测试时，示波器上的典型波形图
1常开触点②常闭触点
③先断后合触点④先合后断触点
O吸合时间r释放时间
b回跳时间t转换时间
s桥接时间c达稳定闭合时间
选用时注意事项：
⑴继电器生产时一般不要求测试回跳时间，若有要求时应特殊订货。
⑵由于继电器触点具有回跳现象，特别是释放回跳时间较长，在电路设计时应考虑。
如：
在应用于计数电路，会引起计数错误。
⑶加入短时强电压，可缩短吸合时间，也不会造成温升过高，但可能引起回跳时间加长，最好进行实际负载试验。
⑷在测试继电器时间参量时，应将继电器线圈与其他元件断开，以免影响测试准确性。
⑸当线路中
升级会员 