磁保持繼電器

磁保持繼電器

新型繼電器
磁保持繼電器是近幾年發展起來的一種新型繼電器,也是一種自動開關。和其他電磁繼電器一樣,對電路起着自動接通和切斷作用。[1]所不同的是,磁保持繼電器的常閉或常開狀态完全是依賴永久磁鋼的作用,其開關狀态的轉換是靠一定寬度的脈沖電信号觸發而完成的。磁保持繼電器分為單相和三相。據有關資料介紹,目前市場上的磁保持繼電器的觸點轉換電流最大可達150A;控制線圈電壓分為DC9V、DC12V等。一般電器壽命10000次;機械壽命1000000次;
    中文名:磁保持繼電器 外文名: 用途:自動接通和切斷電路 類别:繼電器 範疇:物理學

原理特性

動作原理

磁保持繼電器其觸點開、合狀态平時由永久磁鐵所産生的磁力所保持。當繼電器的觸點需要開或合狀态時,隻需要用正(反)直流脈沖電壓激勵線圈,繼電器在瞬間就完成了開與合的狀态轉換。通常觸點處于保持狀态時,線圈不需要繼續通電,僅靠永久磁鐵的磁力就能維持繼電器的狀态不變。

動作過程

當繼電器的觸點需要置位時,隻需要用正直流脈沖電壓激勵線圈J2,線圈J2勵磁後産生的磁極與永磁鐵的磁極相互作用,同極性相互排斥,異極性相互吸引,使得繼電器在瞬間就完成了複位到置位的狀态轉換。示意圖1-4演示了具體狀态轉換過程。磁保持繼電器由置位狀态轉換為複位狀态的過程同理。

繼電器

當輸入量(如電壓、電流、溫度等)達到規定值時,使被控制的輸出電路導通或斷開的電器。可分為電氣量(如電流、電壓、頻率、功率等)繼電器及非電氣量(如溫度、壓力、速度等)繼電器兩大類。具有動作快、工作穩定、使用壽命長、體積小等優點。廣泛應用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路),通常應用于自動控制電路中,它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起着自動調節、安全保護、轉換電路等作用。

熱敏幹簧繼電器

熱敏幹簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關。它由感溫磁環、恒磁環、幹簧管、導熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏幹簧繼電器不用線圈勵磁,而由恒磁環産生的磁力驅動開關動作。恒磁環能否向幹簧管提供磁力是由感溫磁環的溫控特性決定的。

固态繼電器

固态繼電器是一種兩個接線端為輸入端,另兩個接線端為輸出端的四端器件,中間采用隔離器件實現輸入輸出的電隔離。固态繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型,以光電隔離型為最多。

繼電器測試

測觸點電阻

用萬能表的電阻檔,測量常閉觸點與動點電阻,其阻值應為0,(用更加精确方式可測得觸點阻值在100毫歐以内);而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。由此可以區别出那個是常閉觸點,那個是常開觸點。

測線圈電阻

可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值,從而判斷該線圈是否存在着開路現象。

測量吸合電壓和吸合電流

找來可調穩壓電源和電流表,給繼電器輸入一組電壓,且在供電回路中串入電流表進行監測。慢慢調高電源電壓,聽到繼電器吸合聲時,記下該吸合電壓和吸合電流。為求準确,可以試多幾次而求平均值。

測量釋放電壓和釋放電流

也是像上述那樣連接測試,當繼電器發生吸合後,再逐漸降低供電電壓,當聽到繼電器再次發生釋放聲音時,記下此時的電壓和電流,亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下,繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10~50%,如果釋放電壓太小(小于1/10的吸合電壓),則不能正常使用了,這樣會對電路的穩定性造成威脅,工作不可靠。

電符号和觸點形式

繼電器線圈在電路中用一個長方框符号表示,如果繼電器有兩個線圈,就畫兩個并列的長方框。同時在長方框内或長方框旁标上繼電器的文字符号“J”。繼電器的觸點有兩種表示方法:一種是把它們直接畫在長方框一側,這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要,把各個觸點分别畫到各自的控制電路中,通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分别标注上相同的文字符号,并将觸點組編上号碼,以示區别。

觸點基本形式

1.動合型(H型)線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電後,兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

2.動斷型(D型)線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電後兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。

3.轉換型(Z型)這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點,即中間是動觸點,上下各一個靜觸點。線圈不通電時,動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合,線圈通電後,動觸點就移動,使原來斷開的成閉合,原來閉合的成斷開狀态,達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用“轉”字的拼音字頭“z”表示。

選用

1.先了解必要的條件

①控制電路的電源電壓,能提供的最大電流;

②被控制電路中的電壓和電流;

③被控電路需要幾組、什麼形式的觸點。選用繼電器時,一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流,否則繼電器吸合是不穩定的。

2.查閱有關資料确定使用條件後,可查找相關資料,找出需要的繼電器的型号和規格号。若手頭已有繼電器,可依據資料核對是否可以利用。最後考慮尺寸是否合适。

3.注意器具的容積。若是用于一般用電器,除考慮機箱容積外,小型繼電器主要考慮電路闆安裝布局。對于小型電器,如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器産品。

技術的發展

微電子技術、電子計算機技術、現代通訊技術、光電子技術以及空間技術的飛速發展,對繼電器技術提出了新的要求,新工藝、新技術的發展無疑對繼電器技術的發展起到促進作用。

微電子技術和超大規模IC的飛速發展對繼電器也提出了新的要求。第一是小型化和片狀化。如IC封裝的軍用TO-5(8.5×8.5×7.0mm)繼電器,它具有很高的抗振性,可使設備更加可靠;第二是組合化和多功能化,能與IC兼容、可内置放大器,要求靈敏度提高到微瓦級;第三是全固體化。固體繼電器靈敏度高,可防電磁幹擾和射頻幹擾。

計算機技術的普及使得微機用繼電器的需求量顯着增加,帶微處理器的繼電器将迅速發展。80年代初,美國生産的數字式時間繼電器就可用指令對繼電器進行控制,繼電器與微處理器的組合發展,可形成一個小巧完善的控制系統。由計算機控制的工業機器人目前以每年3.5%的速度增長,現在,計算機控制的生産體制已能在一條生産線上生産多種低成本的繼電器,并可自動完成多種操作及測試工作。

通訊技術的發展對繼電器的發展具有深遠的意義。一方面是由于通訊技術的迅速發展使整個繼電器的應用增加。另一方面,由于光纖将是未來信息社會傳輸的主動脈,在光纖通訊、光傳感、光計算機、光信息處理技術的推動下将出現光纖繼電器、舌簧管光纖開關等新型繼電器。

光電子技術對于繼電器技術将産生巨大的促進作用,為實現光計算機的可靠運行,目前已試制出雙穩态繼電器。

為了提高航空、航天繼電器的可靠性,期望繼電器失效率應由目前的0.1PPM降至0.01PPM;載人空間站則要求達到0.001PPM。耐溫要達到200℃以上,耐振要求高于490m/s,同時應能承受2.32×10(4)C/Kg的α射線輻射。為滿足空間要求,必須加強可靠性研究,并建立專門的高可靠生産線。

新型特殊結構材料、新分子材料、高性能複合材料、光電子材料,還有吸氧磁性材料、感溫磁性材料、非晶體軟磁材料的發展對研制新型磁保持繼電器、溫度繼電器、電磁繼電器都具有重要的意義,并必将出現新原理、新效應的繼電器。

随着微型和片式化技術的提高。繼電器将向二維、三維尺寸隻有幾毫米的微型和表面貼裝化方向發展;現在國際上有些廠家生産的繼電器,體積隻有5~10年前的1/4~1/8。因為電子整機在減小體積時,需要高度不超過其它電子元件的更小的繼電器。通訊設備廠家對密集型繼電器的需求更加熱切,日本FujitsuTakamisawa公司生産的一種BA系列超密集信号繼電器的大小隻有14.9(W)×7.4(D)×9.7(H)mm,主要用于傳真機和調制解調器,能承受3kV的波動電壓。該公司推出的AS系列表面安裝繼電器的體積僅為14(W)×9(D)×6.5(H)mm。

在功率繼電器領域尤其需要安全可靠的繼電器,如高絕緣性繼電器。日本FujitsuTaKamisawa推出的JV系列功率繼電器内含五個放大器,采用高絕緣性小截面設計,尺寸為17.5(W)×10(D)×12.5(H)mm。由于機芯和外緣之間采用強化絕緣系統,其絕緣性能達到5kV。日本NEC推出的MR82系列功率繼電器的功耗隻有200mW。

在繼電器内部裝入各種放大、延時、消觸點抖動、滅弧、遙控、組合邏輯等電路可使其具有更多的功能。随着SOP技術(SmallOutlinePackage)的突破,生産廠家有可能把越來越多的功能集成到一起。而繼電器與微處理器的組合将具備更廣泛的專門控制功能,從而實現高智能化。

新技術的成群崛起,将促進不同原理、不同性能、不同結構和用途的各類繼電器競相發展。在科技進步、需求牽引以及敏感、功能材料發展的推動下,特種繼電器,如溫度、射頻、高壓、高絕緣、低熱電勢以及非電量控制等繼電器的性能将日臻完善。

電磁繼電器(EMR)從最初使用電話繼電器算起,至今已有150多年的曆史了。伴随着電子工業的發展,特别是20世紀70年代初期光耦合技術的突破,使固态繼電器(SSR,亦稱電子繼電器)異軍突起。同傳統繼電器相比,它具有壽命長、結構簡單、重量輕、性能可靠等優點。固态繼電器沒有機械開關,而且具有諸如與微處理器高度兼容、速度快、抗沖擊、耐振、低漏電等重要特性。同時,由于這種産品沒有機械接點,不産生電磁噪聲,從而不需要附加諸如電阻和電容等元件來保持靜音。而傳統繼電器則需要這些附加元件,因此,傳統繼電器往往笨重而複雜,且成本較高。

今後,小型密封繼電器市場開發的重點是與IC兼容的TO-5繼電器和1/2晶體罩繼電器。軍用繼電器将加速向工業/商業化轉移。美國軍用繼電器約占繼電器總額的20%。通用繼電器市場繼續向小型、薄型和塑封方向發展。小型印制闆用繼電器仍将是通用繼電器市場發展的主流産品,固體繼電器将更趨廣泛,價格将繼續下降,并向高可靠、小體積、高抗浪湧電流沖擊和抗幹擾性靠攏。舌簧繼電器市場将繼續擴大。表面安裝繼電器的應用領域和需求量将呈上升之勢。

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