继电器在应用中的绝大多数失效都是由负载引起的,由于负载或应用电路的实际参数没有很充分的确认,导致在选用继电器时与之不匹配,因此导致继电器接点粘着,接点消磨耗尽,接触不稳定, 控制电路发生短路,继电器绝缘性能恶化,更严重着可能引起安全隐患.因此,正确安全的使用继电器是十分重要的,下面就介绍部分影响较大的负载及其使用时注意事项。
1、直流负载:继电器控制直流负载时的能力比交流负载要小得多。
在开闭负载时,会产生电弧放电.由于直流电没有过零点,因此电弧不容易熄灭,电弧燃烧的时间要长得多. 一般情况下,在直流负载中的继电器失效现象大多数是接点金属转移,导致接点粘连在一起.电弧的温度很高(大约6000C),使接点金属熔化,粘连在一起,或由于部分金属被撕裂,因此到继电器再次吸合时,容易出现机械嵌合卡死.因此,在直流负载应用中,请务必参考产品设计规格条件下使用,一般不宜使用高容量的直流负载。
2、感性负载:在切换感性负载时会出现很高的反向电压。
在控制电磁铁/接触器/继电器/螺线管/变压器/电机(马达)等,当切断感性负载时产生很高很高的反向电压(几百到几千伏),并且容易产生电弧,使继电器接点粘连或寿命短等失效.另外,在导通上述负载时也会产生较大的浪涌电流(5-20倍).一般情况下,开闭相同负载,cos越低,继电器寿命越短。
在实际应用电路上应加上反向电压吸收电路(接点保护电路)。
3、电容负载:导通电容负载时产生很高的浪涌电流,并且浪涌电流的时间很短(约8-400us)。
电容负载在接通的瞬间,由于电容需要充电,产生很高的浪涌电流, 容易导致接点粘连.因此控制电容电路时,应尽量选择耐高浪涌电流的继电器;或在电容上串联一个1Ω左右的电阻降低浪涌电流。
4、灯负载:导通灯泡负载的瞬间产生很高的浪涌电流,浪涌电流的时间(约50-300ms)。
容易导致接点粘连.并且不同的灯泡类型产生的浪涌电流是不一样的。
比如:钨丝灯/水银灯/卤素灯/日光灯等等.他们都有自己的特点,在实际使用时需要确认浪涌电流的大小. 在控制这类负载时,一般选用耐浪涌电流的继电器。
(在UL标准中,以TV认证来体现耐浪涌的能力.(TV认证是用钨丝灯泡为标准负荷))
5、马达(电机)负载和螺线管负载:导通上述负载的瞬间产生较高的浪涌电流,容易导致接点粘连。
在实际控制这类负载时时需要确认浪涌电流的大小,选取匹配的继电器。
6、电磁接触器负载:导通接触器负载的瞬间产生的3-10倍浪涌电流,容易导致接点粘连。
在实际控制这类负载时时需要确认浪涌电流的大小,选取匹配的继电器。
7、控制高频信号:
在某些领域控制的信号频率很高(30-3000MHZ),因此需要使用能够切换高频信号的高频继电器.这类继电器的高频绝缘性,插入损失,反射损失,驻波比等等特性与直流负荷和低频交流负荷是完全不一样的。
8、控制小负荷或微小负荷:
对于继电器来说,负荷能力从几mA到几十A(甚至数百A的也有),根据不同的应用负荷选用相匹配的继电器.一般来说,继电器的负荷越小,寿命也越长,但是小也有一定的限制,如果相对太小了,反而寿命不长. 因为不同能力的继电器所用到的接点的材料不一样,在微小电流的作用下,在接点的表面回生成一层氧化物和黑色的碳皮,导致接触电阻增加,从而影响了电路的正常运行。
一般在微小负荷(几mA或几十mA级)中应选用金接点或镀金接点的继电器。
9、开闭(通断)频率:
一般情况下,较大电流的负载通断时都会产生较强的电弧,电弧燃烧的时间与通断频率有着密切的关系. 继电器通断频率过快,电弧时间就越长,继电器失效就越快.一般在产品规格书里都有规定开闭频率。
一般情况下,负载能力和开闭频率如下:
负载 |
推荐频率
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参考频率
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UL 采用频率
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IEC采用频率
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2A以下
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1s/1s
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1s/1s
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1s/9s
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制造商指定
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5A以下
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1s/1s
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1s/1s
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10A以下
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1s/5s
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1.5s/1.5s
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30A以下
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1s/9s
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3s/3s
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30A以上
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1s/20s
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5s/5s
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提示:在长时间不进行开闭的情况下,通常选用磁保持型继电器,或使用继电器的常闭端来控制.