继电器培训资料

继电器培训资料一、继电器概述继电器属于开关类，它是利用电磁原理、机电原理使接点闭合或断开来驱动或控制相关电路的。继电器为一种控制器件，它有受控系统（输入回路）和控制系统（输出回路）两部分。当输入量（电、磁、光、热等物理量）达到某一定值时，输出量跃变式地由零变化到一定值（或由一定值跳变到零），从而实现对电路的控制、保护、调节和传递信息等目的。继电器的另一种定义：继电器是当输入量（或激励量）满足某些规定条件时，能在一个或多个电气输出电路中产生预定跃变的一种器件。二、继电器的分类1、电磁继电器电磁式继电器是继电器中应用最早、最广泛的一种产品。电磁式继电器主要由电磁系统、返回系统等部分组成。它由电流继电器和电压继电器2种结构形式。电流继电器的线圈与电源回路串联，以电流为输入量；电压继电器的线圈与电源并联，以电压为输入量。通常，电压继电器使用较多。无线电设备用电磁继电器又可分为极化继电器和非极化继电器。极化继电器在磁路内有永久磁铁，衔铁的动作具有方向性，随着输入量极性的不同，衔铁的运动方向也不同。电磁继电器的工作原理很简单，它利用电磁感应原理，当线圈中通过直流时，线圈产生磁场，动铁被吸动带动接触簧片，使静接点分开，动接点闭合。当电磁线圈电流被切断后，铁芯失去磁性，动铁芯在弹簧力的作用下复位，动接点打开，静接点闭合。继电器线圈在没通电时处于断开位置的接点为常开接点，处于接通位置的接点为常闭接点。在一个常开接点和一个常闭接点的中间，有一个动接点被称作转换接点。在同一个继电器中，可以具有一个或数个常开接点、常闭接点和转换接点。电磁继电器中一般只有一个线圈。为了在电路上清楚而简便地把继电器表示出来，通常用一个文字符号表示继电器线圈和属于它的接点，各组接点则标以角标注明。2、舌簧继电器3、小型密封继电器4、双金属片温度继电器5、热过载继电器6、热敏干簧继电器7、固态继电器8、湿簧管继电器9、时间继电器10、中间继电器11、其他继电器：机械保持继电器、同轴继电器、真空继电器、高压继电器、磁电式继电器、仪表式继电器、气压继电器、光继电器、声继电器、压电陶瓷继电器、霍尔效应继电器、玻璃半导体继电器、谐振继电器、差动继电器、振动继电器、步进继电器二、继电器的结构及工作原理1.继电器的作用：主要是通过控制低压线路的电流来控制高压线路的电流，起着电流开关的作用。2.结构及原理继电器内部结构主要有:磁极、铁心、支架、线圈组成，如图1。基本的工作原理是：电流通过线圈产生磁能，导致机械结构做动，最后接点回路输出。图1继电器构造图触点弹簧线圈铁心支架输出端输出端弹片3.常用继电器的主要形式3-1）触点形式单刀单掷（1FORMA，SPST如图2）单刀双掷（1FORMC，SPDT如图3）图2图3双刀双掷（2FORMC，DPDT如图4）图43-2）线圈形式应用场合3-2-1)交流转换继电器3-2-2)直流转换继电器3-3）密封形式（见表一）3-3-1)塑料--未密封继电器3-3-2)焊剂保护继电器3-3-3)塑料密封继电器3-4)端子形式3-4-1)快速连接端子（见图5）3-4-2）直PCB端子（见图6）表一密封形式比较表`图5图63-5)接点材料形式接点额定值一般是按照电阻负载和感应负载（cosφ=0.4或L/R=7ms）来表示。接点材料一般分为银合金和金合金两种。选择应按照不同的需求选择不同的接点材料。银合金含银量越高，导通性越好，即接点阻值越小，价格便宜，但银合金熔点较低，容易被氧化，寿命较小。金合金寿命长，不易被氧化，但价格较贵。银合金性能如下表。表二合金材料比较表TYPE（类型）EROSION（（溶蚀性）WELDING（抗熔接性）RESISTANCE（导电性）CORROSION（耐腐蚀性）FINEAgMPEFAg(.2%Ni)MMEFAg/CU(97/3)MMEFAg/CU(75/25)MMMPAg/Ni(90/10)MMMP类别塑料-未密封助焊保护塑料密封结构与PCB分离的端子与PCB分离的端子压装端子树脂密封树脂密封压装端子自动焊剂应用不良好好自动焊接不良好好自动清洁不良好好手动焊接好好好灰尘侵入中中好腐蚀性气体侵入差差好Ag/Cdo(90/10)FGGFAg/SnO2(90/10)GGFFE：EXCELLEN（杰出），G：GOOD（好），F：FAIR（中档），M：MARGINAL（临界点），P：POOR（差）三、继电器的主要技术参数指标1、触点承载电流触点额定电流是选用继电器的最主要因素，选用继电器时，首先应该考虑被控电路的额定电流强度，也就是稳定工作时的触点耐电流强度。2、触点最大开关电流一般继电器负载标示的含义除非另有说明，否则额定电流是指在额定电压和操作频率下接点所能切换的电阻性负载，但通常所使用的实际负载多数均非电阻性负载。在非阻性负载下就会出现冲击电流。具体如下2.1电机负载：由于电流流入马达时，电流和磁场相互作用产生一扭动，及电机静止时阻抗非常小，所以会有很大冲击电流，约达额定电流的5-10倍。2.2电容器负载：通电开始时电容器起短路作用，充电电流可能非常大，约达额定电流的20-40倍。2.3白炽灯：灯泡在冷却状态时电阻非常小，起动时瞬间会高达约额定电流的15倍。3、最大开关容量能够没有问题地转换的负载容量最大值，当使用继电器时，不要超过此值。与最大开关电压，最大开关电流关系如下：最大开关容量{W（VA）}=最大开关电流（A）×最大开关电压（V）4、额定线圈电压在继电器正常工作条件下使用时，加至线圈的基准电压。一般为5V，12V，24V，48V5、线圈电阻值该值只适用于直流转换继电器，测试环境温度为23℃6、线圈必作电压当在复位状态中，加至继电器线圈的输入电压逐渐增加时，继电器吸动时的电压阀值。一般通常多在75%-85%额定线圈电压之间。7、线圈必释电压当加至处于工作状态的继电器线圈上额定输入电压逐渐降低时，继电器释放时的电压阀值。一般通常多在10%-30%额定线圈电压之间。8、线圈功耗在额定电压作用下，继电器线圈所消耗的功率。直流线圈：线圈功率（W）=线圈额定电压（V）×线圈额定电流（A）交流线圈：线圈功率（V.A）=线圈额定电压（V）×线圈额定电流（A）9、绝缘强度当高压加于以下各点之间，为时一分钟而无绝缘击穿时，介质所能承受的临界值。线圈与触点之间；不同极性的触点之间；相同极性的触点之间；载流金属零件与接地端子之间；有时可能测出漏电电流为1-10mA.10、最大工作频率在满足额定机械及电气期望寿命的条件下，继电器连续工作及释放时的频率及间隔。11、期望寿命在没有额定负载的情况下继电器以额定工作频率转换时继电器的寿命。继电器的寿命次数分为机械寿命和电器寿命，电器寿命一般应该能达到100000次，而机械寿命一般是电器寿命的100倍，12、吸动弹跳时间在环境温度为23℃条件下，将额定线圈电压加于继电器线圈时，继电器常开触点的弹跳时间。一般20ms13、释放弹跳时间在环境温度23℃下，线圈被去激励时，继电器常闭触点的弹跳时间。一般20ms14、抗冲击性继电器的抗冲击性分为两类：“破坏”表示继电器在运输或安装期间，由于可能产生的相当大的冲击，而造成其性能改变或损坏。“发生故障”表示继电器在工作中发生故障。故障耐久性20G，机械耐久性100G15、环境温度范围：工作环境温度范围是指继电器经历的最低环境温度至最高环境温度的作用后，继电器不发生功能失效。按照IEC标准指气候系列试验的最低、最高温度。使用周围温度一般都在+55度至-30度之间，特殊要求时，可能达到-14度至+105度，需根据使用条件来定。16、振动稳定性（正弦振动）振动稳定性是指经一种重复周期的正弦运动后，产品能维持正常工作的能力，振动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，一般要求触点抖动时间小于10uS或100uS。典型试验条件为10—55Hz、1.5mm双振幅。17、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）。18、最大负载A、最大负载电流：指继电器触点能可靠切换的最大电流。B、最大负载电压：指继电器触点能可靠切换的最大电压。C、最大切换功率：指继电器触点能可靠切换的最大功率。D、触点额定负载：指继电器进行电寿命试验时采用的负载电压、电流值。四、继电器容易出现问题分析1、误动作当要求被控电路闭合时，继电器不动作，或者当要求被控电路不闭合时，继电器动作。出现类似的问题主要由于线路中干扰电压超过了所选用继电器的驱动电路允许范围，设计电路时应注意对会引起干扰的因素（如芯片指令错误，短路现象，电网波动现象）进行排查。2、继电器寿命较短引起此类现象的问题较多，除了继电器质量问题外主要原因包括：实际开关电流超过继电器额定开关电流，实际冲击电流超过继电器额定开关电流，为了避免此种现象应选用额定电流为实际开关电流的2-3倍（经验倍数）。同时该继电器耐冲击电流为实际电流的2-3倍（经验倍数）。3、触点熔焊现象一般来说，交流转换继电器线圈温度上升较直流转换继电器为高，这是因为磁路中的涡流损耗及磁滞损耗。此外，当交换转换继电器工作在低于额定电压时，可能会发生“跳动”现象，这种现象当电机起动时会经常发生。这将导致因燃烧，触点熔焊而损坏继电器或自保电路的断开。所以必须采取预防措施，以防止电源电压的波动。如果电源电压波动，不管这种波动是长时间持续，还是一会儿都将造成继电器故障，所以要保证有足够容量的电源。4、线圈温升过高，降低继电器的可靠性由于铜线损失以及铁芯等磁性材料的铁耗，造成线圈温度升高，另外由于触点热量通过热传递造成线圈温度升高。而加到继电器上的最高线圈电压，取决于线圈的温升，线圈绝缘材料的耐热性，电器与机械使用寿命。如果加至因此为了避免温升过高，继电器放置时因注意与散热片等发热量大的器件拉大距离，两个继电器之间的距离也不能太近，不应小于1mm.一般应为2-3mm5、继电器的焊接问题5.1仔细挑选那些不损害继电器的印刷电路（如电路板大小、厚度及材料导致的板子的变形，推荐：玻璃钢或环氧纸印刷电路板；板材厚度推荐1.6毫米）。5.2电路板上焊盘形状。焊盘界面应在铜箔外形的中心线上，使角焊缝一致。下表是继电器焊盘的比较表三焊盘形式比较表正确错误5.3快速完成焊接操作。使用正确功率的烙铁，在用烙铁头将所加焊料弄平滑时，不要过热。下表是焊接注意项表四焊接注意事项表焊料JISZ3282,H10或H63(含树脂型焊剂)烙铁额定值为30至60瓦，烙铁头温度280摄氏度至300摄氏度。焊接时间最长3秒d)焊料选择下表含有推荐的焊料：表五焊接材料性能表型式适用的焊料直径0.8至1.6毫米锡58.8%焊接含量1.67%不纯度JISZ3282A级扩展化90%储藏最长3个月具体焊接其他问题参照集团标准HR/Q05010-20006、继电器的固定不能用树脂固定继电器的位置，否则继电器的特性将改变7、噪声影响从半导体电路的角度来看时，继电器会是噪声源。在设计位置时，使继电器尽可能的远离半导体元件。而将用于继电器的浪涌抑制器，放置得尽可能接近继电器。不要将信号，诸如容易受噪声影响的音频信号，布线在继电器下方。8、涂层影响在潮湿环境中，将印刷电路板涂层，以防止因包含有害物质的气体，而使结构形式的绝缘性能降低。但是必须注意不要让涂料侵入装在印刷电路板上的继电器内，否则由于黏附会产生接触故障。此外，某些涂料可能降低或严重影响继电器的性能，要仔细选择涂料。下表是涂层对继电器印刷板的适用性及特点表六印刷板材料适用性及特点表项目对装有继电器印刷电路板的适用性特点环氧树脂良好绝缘良好。对继电器的接触没有影响。聚氯酯良好绝缘好并易于涂层。但不要使继电器本身涂层，因为这种涂层常使用加稀释剂的溶剂硅差绝缘好且便于涂层。但硅气体会造成继电器接触不良五、怎样选择合适的继电器1、根据连续加到继电器触点上的电流值，确定所选用继电