2010-05-27 11:03:45 阅读14 评论0 字号:大中小
关于触点
触点是继电器最重要的构成要素,触点的状态明显受触点材料、加在触点的电压及电流值(特别是接入时及截断时的电压、电流波形)、负载种类、通断频率、环境情况、接触形式、触点的通断速度振荡现象的多少等影响,以触点的移动现象、粘连、异常消耗、接触电阻的増大等故障现象出现,使用时需要注意。以下记述了有关触点的注意事项,请作为防止事故的参考。
触点电路的电压,在电路含有感应时会发生非常高的反向电压,电压越高能量越大,由于触点的消耗量、移动量增大,所以需要注意继电器的控制容量。另外直流电压时控制容量会极度降低需要注意。这是DC的情况,如果象AC电流那样没有零点(电流为零的点),则一旦发生电弧后很难消去,电弧时间变长是主因。尤其是因为电流方向一定,在下面有所记述,所以会引起触点的移动现象,与触点消耗相关。
一般在手册中记载了大概的控制容量,但只有这些是不够的,应该在特殊的触点电路里进行试验确认。另外,在手册等里面虽然记载了电阻负载的情况和限定的控制容量,但这主要是表示了继电器的级别,一般以AC的125V电路的电流容量来考虑是比较妥当的。手册中记载的最小适用负载并非继电器可以通断的下限标准值、保证值。这个值由于通断频率、环境条件、被要求的接触电阻的变化、{jd1}值的不同,可靠程度是不同的。要求模拟微小负载控制或者接触电阻为100mΩ以下的情况(测量、无线等)请使用AgPd触点的继电器。
触点闭合及开路时的电流对触点影响很重要。例如负载为电动机或者指示灯的时候,闭合时的冲击电流越大,触点的消耗量、移动量就越增加,由于触点的粘连、移动会产生触点不能断开的故障,请在实际使用时认真确认。
下表为触点材料的特征。请在选择继电器时进行参考。
触点材料 | Ag(银) | 导电率·导热率在金属中是{zd0}的。由于低接触电阻、低价位而被广泛使用。缺点是在硫化物的环境容易生成硫化膜。在低电压·微电流水平要注意。 |
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AgCdO(银酸化镉) | 显示了Ag具有的导电性和低接触电阻,有良好的耐粘连性。 与Ag一样在硫化物环境里容易生成硫化膜。 | |
AgSnO2(银酸化锡) | 具有比AgCdO还要优良的耐粘连性。 与Ag一样在硫化物环 境容易生成硫化膜。 | |
AgW(银钨) | 硬度·融点高,耐电弧性好,不易被移动·粘连,要求触点压力高。另外,接触电阻也比较高,耐环境性差。加工、向接触弹簧安装也有限制。 | |
AgNi(银镍) | 电传导度可与Ag匹敌,耐电弧性好。 | |
AgPd(银钯) | 在常温下耐蚀性较好,耐硫化性虽然也不错,但在微小功率电路里容易吸着有机气体而生成聚合物,需要贴层金属来防止生成聚合物。价格贵。 | |
表面处理 | Rh镀金(铑) | 兼具良好的耐腐蚀性和高硬度。作为镀金触点在小负载情况下使用。在有机气体环境中易生成聚合物,请注意。所以作为密闭型(干簧继电器等)使用。价格较贵。 |
Au金属包层(贴金属膜) | 将耐腐蚀性{zh0}的Au压接在母材上,厚度均一和无小孔是其{zd0}的特征。使用环境条件比较恶劣的情况下,特别对 于微小负载效果大。已有标准品的金属包层会有设计上、设备上的困难。 | |
Au镀金(金镀金) | 与Au包层效果几乎相同。由于镀金处理会有小孔和龟裂的可能,请注意保管。已有标准品的金镀金比较容易。 | |
Au flash(金薄镀金)0.1~0.5μ | 以开关或者与开关组成的成套保管中的触点母材的保护为目的,负载通断时可以得到一定程度的接触稳定性。 |
象启动DC继电器那样,通断继电器串联电路或DC电动机、DC套管、DC螺线管等的感应性负载时必须进行二极管等的浪涌吸收以保护触点,这一点很重要。
切断这些感应负载时,会引起数百~数千V的反向电压,使触点受到很大损害,寿命可能会明显缩短。另外,在上述负载的电流小于1A以下的领域里,反向电压产生白热或者电弧放电的电弧,通过这个放电使空气中含有的有机物分解,在触点生成黒色的异物(酸化物、炭化物),导致接触不良。
在图1(a)里,使感应负载R为OFF的瞬间,会在线圈的两端+、-方向产生反向电压(e=-Ldi/d-t)图1(b)那样的尖峰形,这个反向电压通过电源线加在触点的两端。
一般认为常温常压的空气中的临界绝缘破坏电压是200~300V,所以,前面所说的反向电压如果超过的时候,会在触点进行放电,线圈储藏的能量(1/2Li2)被消耗。吸收反向电压时,希望在200V以下。
触点的移动现象是指单方的触点粘连或蒸发,向其他方向的触点移动,随着通断次数的増加产生如图2那样的凹凸,然后这个凹凸变为被锁定状态,正好引起触点粘连。这个在由于直流的感应或者容量负载在电流值大的时候或者冲击电流大(数A~数十A)的时候,也就是说构成触点的时候,在出火花的电路经常发生。
作为对策有采用触点保护电路、不易移动、采用AgSnO、AgW、AgCu触点的方法。一般表现为-极凸、+极凹的形状。关于直流的大容量负载(数A~数十A),必须在应用试验中实施确认。
通过使用触点保护元件或保护电路,可以压低反向电压,但如果不能正确使用反而会产生负效果,请注意。下表是触点保护电路的代表性例子。
电路例 | 适用 | 特长·其他 | 元件的选择方法 | ||
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AC | DC | ||||
CR方式 | ※△ | ○ | 负载为计时器时,漏电流穿过cr流动,引起误动作。 ※用AC电压使用时,负载的(电)阻比cr的(电)阻小很多。 负载为继电器、螺线管等时复位时间慢。 电源电压为24、48V时,在负载间为100~200V时触点间分别连接效果会更好。 | 作为c、r的标准 c:触点电流1A对应0.5~1(μF) r:触点电压1V对应0.5~1(Ω) 由于负载的性质或者继电器特性的平衡等原因不一定一致。 c担任触点离开时的放电控制效果,r担任下次接入时限制电流的任务,请在实验中确认。 c的耐压一般请使用200~300V的。 AC电路请使用AC用电容器(无极性)。 | |
○ | ○ | 负载为继电器、螺线管等时复位时间慢。 电源电压为24、48V时在负载间连接,电源电压为100~200V时与触点间分别连接效果更好。 | 做为c、r的标准 c:对于触点电流1A为0.5~1(μF) r:对于触点电压1V为0.5~1(Ω) 由于负载的性质或继电器特性的偏差等不一定一致。 c担任触点离开时的放电控制效果,r担任下此接入时限制电流的任务,请在实验中确认。 c的耐压一般请使用200~300V。 AC电路请使用AC用电容器(无极性)。 | ||
二极管方式 | × | ○ | 线圈储存的能量通过并列二极管以电流的形式流入线圈,在感应负载的电阻部分以焦耳热的形式消耗。这个方式比cr方式复位时间更慢。 (手册的复位时间2~5倍) | 二极管使用容许反向电压为电路电压10倍以上时,使用大于负载电流的正向电流。 在电子电路中电路电压不太高时,也可以使用为电源电压2~3倍的容许反向电压。 | |
二极管+稳压二极管方式 | × | ○ | 在二极管方式里对于加快复位时间有一定效果。 | 稳压二极管的稳压电压使用电源电压。 | |
可变电阻方式 | ○ | ○ | 利用可变电阻的定电压特性,避免在触点间不至于加过高电压的方式。这种方法的复位时间也略慢。电源电压为24~48V时,负载间为100V~200V时触点间分别连接效果比较好。 | - |
避免象下图那样使用触点保护电路。通常、直流感应负载与电阻负载相比通断困難,但是如果使用适当的保护电路可以使其性能达到与电阻负载相同程度。
截断时对于电弧消弧效果虽然非常好,由于触点开路时在C储藏了容量,触点接入时C的短路电流流过,所以触点容易粘连。
截断时对于电弧消弧效果虽然非常好,触点接入时由于充电电流向C流入所以触点容易粘连。
实际安装二极管、C-R、可变电阻等保护元件的情况,必须在负载或者触点的旁边安装。如果距离远了,可能就不能发挥保护元件效果的情况。作为这个标准请考虑在50cm以内安装。
例如使直流的电子管或者套管高频率通断时,会产生青绿色的锈。这是伴随通断火花(电弧放电)引起空气中的氮和氧反应生成的,在高频率出现火花的使用电路需要注意。
请把负载的触点如图3(a)那样在电源的一方连接负载,触点在另一方汇总连接。这样可以防止触点与触点间加高电压。如果象(b)那样与两方电源乱连接的话,相距比较近的触点之间短路的时候,会有电源全部短路的危险。
在微小电流电路(微小功率电路)用的触点由于触点的电压低容易引起通电不良,所以与负载並列插入虚设电阻能够加大向触点输入的负载电流。
由于电气控制部分小型化的倾向使得控制部件也倾向于选择小型的,特别是电源电路的两头切等,在多极继电器的极间加异电压的电路,请注意种类的选定。如果只看串联电路图的话会有不预知的问题发生所以应该认真调查使用控制部件的构造,极间的沿面、空间距离、有无障碍等,特别是如果不使其有余裕的话会发生短路事故。
负载的种类和冲击电流的特性是与通断频率也有关系的,是产生触点粘连的一个大的重要因素。特别是在有冲击电流存在的负载的情况请与稳态电流一起测定冲击电流值,并讨论与选定的继电器的余裕度。
下表显示了有代表性的负载与冲击电流的关系。另外,根据继电器的不同COM,NO的极性会影响电气寿命请用实际使用极性确认。
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在继电器触点电路,使用长导线(数十m以上)时,由于线间寄生容量的存在,冲击电流是个问题。这种情况,请在触点串联电阻(数Ω~50Ω程度)。
继电器触点的接入与交流电源相位同步时,由于电气寿命的降低或触点粘连或触点移动会引起锁定现象(恢复不良),请在实际系统确认是否用随机相位通断。用计时器·微型计算机等驱动继电器时,有电源相位同步的情况。
在高温下被使用时,由于会影响电气寿命,所以请在实际使用状态进行确认。