電力繼電器簡(jiǎn)介

如我們在這個(gè)主題上的其他技術(shù)博客中所指出的，繼電器基本上是控制其他開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)。它們利用低功率信號來(lái)控制更高功率的電路。發(fā)出低功率信號會(huì )激活電磁鐵，移動(dòng)鐵芯并導致電觸點(diǎn)閉合，將電力發(fā)送到受控電路。

這種設計有效地將低功率信號與高功率電路隔離開(kāi)來(lái)，保護操作員免受傷害，同時(shí)保護設備免受損壞。它還允許從遠處控制設備或系統。電磁繼電器自1835年以來(lái)就存在了，盡管多年來(lái)它們的組件和種類(lèi)變得更加復雜和精細，但它們的基本功能仍然保持不變。

什么是電力繼電器？

所有電氣繼電器都控制電力，但并非所有繼電器都被正確地稱(chēng)為“電力繼電器”。更準確地說(shuō)，電力繼電器是專(zhuān)門(mén)設計用于處理高電流開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品，從幾安到更高的電流。電力繼電器觸點(diǎn)的內置容量能夠處理較大的電流，加上它們更大的尺寸和更強大的線(xiàn)圈，使得電力繼電器成為在開(kāi)關(guān)通常超過(guò)10安的電流時(shí)的良好選擇。一些使用示例包括汽車(chē)系統、電梯、閥門(mén)執行器，或者具有高初始電流浪涌的設備，如電機、電磁閥、電源或電子鎮流器。

接觸弧和電力繼電器的好處

與大多數其他電氣元件一樣，所有繼電器在安全處理的電力方面都存在一些限制。每個(gè)型號對可以安全控制的電力都有最大功率額定值，使它們可以有效地與低功率負載（如燈泡）匹配，到高功率負載（如大型電動(dòng)機）。然而，如果繼電器的功率額定值超過(guò)了，則很可能會(huì )對繼電器造成永久性損壞。

如果觸點(diǎn)沒(méi)有完全對齊，這也可能導致繼電器中的接觸弧，即在繼電器的觸點(diǎn)打開(kāi)但彼此靠近時(shí)電流流過(guò)空氣間隙的現象?；鸹ê蜔崃繋?lái)的危險并不是弧的唯一負面影響?；∵€會(huì )通過(guò)侵蝕觸點(diǎn)損壞繼電器，并通過(guò)產(chǎn)生不必要的電氣干擾損壞附近的設備。

電機繼電器中的弧問(wèn)題

通過(guò)使用電力繼電器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，電力繼電器通常用于處理高電流設備的電氣負載，如加熱器、電動(dòng)機、照明陣列和其他工業(yè)設備。電力繼電器具有更高的電流和電壓額定值，主要通過(guò)使用與常規繼電器顯著(zhù)不同的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)材料來(lái)實(shí)現。

關(guān)于繼電器觸點(diǎn)材料的一點(diǎn)說(shuō)明

電流通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)時(shí)會(huì )遇到電阻，這取決于觸點(diǎn)的大小和材料。增加電阻會(huì )增加繼電器本身的功耗和產(chǎn)生的熱量。降低觸點(diǎn)電阻的一種方式是通過(guò)選擇它們所制成的材料。

常規繼電器通常使用銀鎳觸點(diǎn)。自從繼電器問(wèn)世以來(lái)，這種金屬一直被用于繼電器，并且通常用于開(kāi)關(guān)電阻性負載（電流和電壓彼此同相）。

用于更高負載的繼電器（電力繼電器）使用由氧化銀鎘、氧化銀錫或金合金制成的觸點(diǎn)，并且適用于開(kāi)關(guān)感性負載（電流和電壓不同步，有時(shí)會(huì )引起電流或電壓的大幅度峰值）。這些觸點(diǎn)材料都提供較低的電阻和減少由于高涌入電流而引起的接觸焊接。使用氧化銀錫可以避免使用含有鎘的合金所帶來(lái)的環(huán)境擔憂(yōu)，因為一些國家對鎘進(jìn)行了監管。

電力繼電器與信號繼電器

電力繼電器和信號繼電器是一般繼電器的兩種最流行的變體，它們可以從更直接的角度進(jìn)行比較。重要的是，電力繼電器期望的壽命周期較少，但更關(guān)心更高的電壓和電流。信號繼電器期望更高的壽命周期，但處理較低的電壓和最小量的電流。這些使用上的差異需要在其構造上采取顯著(zhù)不同的方法。由于構造上的差異，雖然電力繼電器非常適合開(kāi)關(guān)高功率設備，但它們不適合與低功率設備一起使用。用于電力繼電器的接觸材料的特性對于低功率開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)并不理想。這是因為被開(kāi)關(guān)的電壓越低，觸點(diǎn)之間的物理連接就越關(guān)鍵，這由觸點(diǎn)的接觸壓力和清潔度控制，而不是由材料控制。更明顯的是，用于電力應用的信號繼電器很可能由于過(guò)壓或過(guò)流而發(fā)生嚴重故障。即使它幸存下來(lái)，它也將缺乏重要的功能，如弧的預防和接觸自清潔。在選擇兩種類(lèi)型之間時(shí)，最重要的指導原則是始終將所開(kāi)關(guān)的功率級別與繼電器的功率額定值匹配。

電力繼電器的類(lèi)型

與常規繼電器一樣，電力繼電器分為兩種基本類(lèi)型，電磁式和固態(tài)式。電磁式電力繼電器使用電線(xiàn)圈、磁場(chǎng)、彈簧、可移動(dòng)鐵芯和觸點(diǎn)來(lái)控制設備的電力。

用于高功率應用的固態(tài)繼電器可以使用無(wú)運動(dòng)部件來(lái)切換交流或直流電流。它們取而代之使用半導體，例如可控硅（SCR）、交流三極管（TRIAC）或開(kāi)關(guān)晶體管來(lái)切換電流。雖然固態(tài)繼電器用于切換高功率負載，但由于適當的功率半導體成本的增加和額外的熱管理組件的必要性，成本/效益計算會(huì )隨著(zhù)功率需求的增加而受到侵蝕。

帶有鋁散熱片的固態(tài)繼電器

電力繼電器的配置和額定值

與常規繼電器一樣，電力繼電器通過(guò)觸點(diǎn)配置或描述進(jìn)行分類(lèi)，指定它們可以同時(shí)控制的設備數量。最常見(jiàn)的分類(lèi)是：

SPST - 單極，單刀

DPDT - 雙極，雙刀

3PDT - 三極，雙刀

SP3T - 單極，三刀

繼電器觸點(diǎn)根據在繼電器上沒(méi)有施加電力時(shí)所處的狀態(tài)，通常列為常閉（NC）或常開(kāi)（NO）。

繼電器額定值指的是繼電器可以安全有效地切換的功率量。此額定值通常以交流或直流電流或兩者兼用，并以安培為單位給出。繼電器的額定級別必須與所開(kāi)關(guān)設備的額定級別相同，并包含一個(gè)安全系數。

與非電力繼電器一樣，電力繼電器可以使用“形式”來(lái)描述。像“1 Form A”或“2 Form C”這樣的短語(yǔ)告訴您關(guān)于繼電器的兩件事。在“Form”之前的數字告訴您繼電器中描述的觸點(diǎn)有多少個(gè)，因為一個(gè)單元中可以有多個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)。形式A意味著(zhù)繼電器通常是打開(kāi)的，形式B意味著(zhù)繼電器通常是閉合的。形式C僅適用于SPDT繼電器，表示哪個(gè)位置被認為是常閉位置，同時(shí)繼電器是斷路前進(jìn)行的。形式D與形式C相同，但是是進(jìn)行斷路前進(jìn)行的。還有許多其他形式，但這四個(gè)是最常用的。換句話(huà)說(shuō)：

形式A - 通常開(kāi)

形式B - 通常閉

形式C - 斷開(kāi)前進(jìn)行的SPDT開(kāi)關(guān)

形式D - 斷開(kāi)前進(jìn)行的SPDT開(kāi)關(guān)

選擇電力繼電器

選擇正確的電力繼電器以匹配您的應用程序的過(guò)程非常簡(jiǎn)單，包括以下步驟：

1.確定必要的負載電壓額定值和類(lèi)型

2.確定必要的負載電流額定值

3.確定必要的電路/開(kāi)關(guān)布置

4.確定必要的控制電壓和類(lèi)型

5.確定所需的安裝類(lèi)型

對于固態(tài)繼電器，步驟是相同的，但您還必須確定負載類(lèi)型（感性或阻性），并確定是否需要標準或特殊應用的SSR。您還需要確定設備散熱的量以及管理它的解決方案。

其他設計考慮因素

電力繼電器的工作方式與常規繼電器相似，這意味著(zhù)在設備規格階段會(huì )面臨類(lèi)似的考慮因素。其中一些考慮因素值得注意，包括：

輸入功率浪涌：某些設備在啟動(dòng)時(shí)可能會(huì )產(chǎn)生顯著(zhù)的功率浪涌，這應該在繼電器規格之前確定，以避免損壞設備。

線(xiàn)圈抑制：在繼電器循環(huán)時(shí)可能會(huì )產(chǎn)生高電壓暫態(tài)。線(xiàn)圈抑制在電路中使用附加組件來(lái)保護設備免受這些暫態(tài)的影響，但這可能會(huì )縮短繼電器的壽命周期。您應確定是否需要特定的線(xiàn)圈抑制策略。

鎖定：鎖定繼電器將保持其最后的接觸位置，即使已移除激活電源。這可能是您的應用程序需要的一個(gè)特性。

噪音：繼電器可能會(huì )產(chǎn)生EMI或RFI噪聲，這種噪聲在高功率設備中可能更加明顯。您需要預先確定您的設備或系統對此噪聲的敏感性。

接觸彈跳：當繼電器循環(huán)時(shí)，觸點(diǎn)可能會(huì )經(jīng)歷多次非常短暫的開(kāi)/關(guān)周期，稱(chēng)為接觸彈跳，這會(huì )產(chǎn)生電脈沖。根據應用的靈敏度，這可能會(huì )產(chǎn)生不希望的效果。必須在規格之前確定接觸彈跳是否重要。

接觸彈跳及由此產(chǎn)生的迅速變化的電壓

總結

繼電器是經(jīng)過(guò)驗證的、高效的、有效的設備，可以安全地從遠處對設備和系統進(jìn)行電氣控制，同時(shí)也將控制器與操作電流隔離開(kāi)來(lái)。電力繼電器是電磁式或固態(tài)繼電器，已經(jīng)設計具有額外的強大功能來(lái)處理更高的電壓和電流。在確定產(chǎn)品的繼電器電力開(kāi)關(guān)要求時(shí)，CUI Devices愿意為您提供各種電力繼電器和信號繼電器，滿(mǎn)足您的低電平或高電平電流開(kāi)關(guān)需求。