如何保證和提高電磁繼電器的使用可靠性
發布時間:2012-02-22
中心議題:
- 提高電磁繼電器可靠性的措施
解決方案:
- 合理選用電磁繼電器
- 正確連接電磁繼電器
- 電磁繼電器的電磁兼容性
- 正確安裝電磁繼電器
電磁繼電器的結構原理、動作過程以及非線性的能量轉換過程,使其具有獨特的電氣、物wu理li特te性xing以yi及ji斷duan態tai的de高gao絕jue緣yuan電dian阻zu和he通tong態tai的de低di導dao通tong電dian阻zu等deng特te性xing。由you於yu電dian磁ci繼ji電dian器qi是shi由you電dian磁ci及ji機ji械xie傳chuan動dong部bu分fen組zu成cheng的de機ji電dian一yi體ti化hua元yuan件jian,在zai製zhi造zao過guo程cheng中zhong大da部bu分fen裝zhuang配pei調tiao整zheng是shi手shou工gong操cao作zuo,因yin此ci電dian磁ci繼ji電dian器qi的de批pi一yi致zhi性xing和he可ke靠kao性xing與yu其qi他ta電dian子zi元yuan器qi件jian相xiang比bi要yao差cha一yi些xie,故gu在zai使shi用yong中zhong必bi須xu采cai取qu一yi些xie防fang範fan措cuo施shi,才cai能neng達da到dao較jiao滿man意yi的de效xiao果guo。多duo年nian來lai,在zai對dui某mou軍jun品pin生sheng產chan廠chang的de失shi效xiao電dian磁ci繼ji電dian器qi進jin行xing失shi效xiao分fen析xi後hou發fa現xian,使shi用yong原yuan因yin造zao成cheng的de失shi效xiao約yue占zhan30%yishang,tebieshijinliangniandiancijidianqideshixiaobijiaoduo,chudiancijidianqizishenzhiliangyuanyinwai,shiyongbudangyeshiyigezhuyaoyuanyin。suoyiruhezaishiyongzhongtigaodiancijidianqidekekaoxingyichengweirenmenmuqianzhongdianyanjiudeketi。
1 合理選用電磁繼電器
在整機的可靠性設計中,要求電路設計師們根據係統的可靠性要求、係統的使用環境條件及成本等項目綜合考慮選擇電子元器件。電磁繼電器也不例外,必須從環境溫度、機械應力、負載能力等方麵加以考慮,認真選擇。
1.1 電磁繼電器工作溫度的選用
由於溫度的變化對電磁繼電器技術性能有嚴重的影響:首先溫度過高可加速電磁繼電器的內部塑料、絕緣材料、金屬零件的老化,同時加劇觸點表麵膜電阻的形成使觸點氧化腐蝕、熄弧困難、觸點切換能力下降、吸合電壓升高等;qiciwenduguodikeshidiancijidianqichudianlengzhanzuoyongjiaju,chudianbiaomianjieshuangqilu,xiantiebiaomianchanshenglengmo,yingxiangchudiandezhengchangdaotong。duiyuxifengdediancijidianqi,haihuiyouyuwenduguodidaozhixidecuilieeryingxiangqimifengxing。
一般情況下,電磁繼電器在加電工作時,小功率電磁繼電器的溫度為30℃,*率電磁繼電器的溫度為40℃,大功率電磁繼電器的溫度為50℃。且(qie)在(zai)設(she)計(ji)印(yin)製(zhi)線(xian)路(lu)板(ban)時(shi),不(bu)要(yao)使(shi)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)靠(kao)近(jin)發(fa)熱(re)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。因(yin)此(ci)要(yao)求(qiu)選(xuan)擇(ze)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)時(shi),要(yao)充(chong)分(fen)考(kao)慮(lv)其(qi)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)適(shi)用(yong)範(fan)圍(wei),且(qie)在(zai)設(she)計(ji)印(yin)製(zhi)線(xian)路(lu)板(ban)時(shi),不(bu)要(yao)使(shi)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)靠(kao)近(jin)發(fa)熱(re)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)。並(bing)在(zai)上(shang)機(ji)前(qian)要(yao)嚴(yan)格(ge)按(an)其(qi)詳(xiang)細(xi)規(gui)範(fan)進(jin)行(xing)高(gao)、低溫運行篩選試驗,對於重要的軍用產品,最好選擇“七專”以上等級的電磁繼電器。
1.2 電磁繼電器抗振動、衝擊應力指標的選用
電磁繼電器的觸點簧片均為懸臂梁結構,固有頻率較低,當整機在進行振動、衝(chong)擊(ji)的(de)頻(pin)率(lv)接(jie)近(jin)或(huo)達(da)到(dao)其(qi)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)時(shi)會(hui)引(yin)起(qi)諧(xie)振(zhen),從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)觸(chu)點(dian)產(chan)生(sheng)瞬(shun)間(jian)斷(duan)開(kai)或(huo)出(chu)現(xian)觸(chu)點(dian)抖(dou)動(dong),嚴(yan)重(zhong)時(shi)還(hai)會(hui)使(shi)可(ke)動(dong)的(de)銜(xian)鐵(tie)部(bu)分(fen)因(yin)為(wei)過(guo)激(ji)勵(li)而(er)誤(wu)動(dong)作(zuo)或(huo)使(shi)可(ke)動(dong)部(bu)分(fen)由(you)於(yu)振(zhen)動(dong)、衝chong擊ji產chan生sheng摩mo擦ca而er形xing成cheng材cai料liao碎sui屑xie落luo入ru觸chu點dian間jian隙xi或huo轉zhuan動dong支zhi承cheng處chu,造zao成cheng嚴yan重zhong卡ka滯zhi現xian象xiang。因yin此ci在zai選xuan擇ze電dian磁ci繼ji電dian器qi時shi,必bi須xu根gen據ju整zheng機ji的de使shi用yong條tiao件jian來lai選xuan擇ze滿man足zu振zhen動dong、衝擊技術要求的電磁繼電器。
1.3 電磁繼電器負載能力的選用
降jiang額e設she計ji是shi電dian子zi元yuan器qi件jian提ti高gao可ke靠kao性xing最zui有you效xiao的de措cuo施shi。繼ji電dian器qi則ze不bu同tong,並bing不bu是shi觸chu點dian所suo加jia的de負fu荷he應ying力li越yue小xiao越yue可ke靠kao。特te別bie是shi在zai高gao溫wen條tiao件jian下xia,當dang觸chu點dian電dian流liu為wei100 mA時,觸點的電弧不能燒掉其在高溫條件下析出的含碳物質,而這些含碳物質沉積在觸點表麵,使觸點接觸電阻增大;當觸點負荷使用在10 mA以下或50 mV以下時,由於電壓過低無法擊穿觸點表麵的膜電阻,將會出現低電平失效。故電磁繼電器的負載能力按如下方法選擇:
(1)電磁繼電器的額定負載是指在規定的動作次數(壽命)內,在規定動作頻率下,觸點所能切換的負載,其種類有阻性負載、容性負載、直流感性負載、電機負載、燈負載、低電平負載等,不同的負載之間各生產廠家有相應的換算關係,如航天3412廠對觸點切換不同性質負載大體的電流比例如表1,因此應根據電路中要求切換的負載形式來選擇相應的電磁繼電器。

(2)不同電磁繼電器具有不同的負載曲線即負載電壓和負載電流的關係曲線,如圖1是某電磁繼電器負載曲線(最大切換能力)。

從圖中可以看出:減小負載電壓可使負載電流提高,減小負載電流可使負載電壓提高,但不存在兩者之一無限減小、另一個無限增大的關係,而是兩者均有一個上限值。因此在選用電磁繼電器負載時,應限製在負載曲線的下方。
建議把負載能力設計在100 mA以上,且技術指標給定的額定負載值的60%~80%。
[page]
2 電磁繼電器的正確連接
2.1 電磁繼電器線圈的連接
電磁繼電器詳細規範中一般對線圈的電壓都給出工作電壓,吸合電壓,釋放電壓。電磁繼電器在工作時線圈應施加額定工作電壓(電流),而不應是動作電壓(電流)。由於線圈具有儲能作用,當電磁繼電器線圈斷電時,其儲存的感應電動勢可能會產生高達數千伏的浪湧電壓(反電勢),這個浪湧電壓作用到繼電器供電係統中去,會對其他器件產生不良影響,所以必須在繼電器的線圈兩頭加“瞬態抑製電路”,將其電壓峰值限製在一定的範圍內,一般推薦瞬態抑製電路為在線圈兩端並聯阻容電路或電阻器或一個二極管。
2.2 電磁繼電器觸點的連接
理論上電磁繼電器觸點可以並聯,也可以串聯。觸點並聯可以提高電路接通的可靠性,對電路斷開的可靠性則相反;觸(chu)點(dian)串(chuan)聯(lian)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)電(dian)路(lu)斷(duan)開(kai)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),對(dui)電(dian)路(lu)接(jie)通(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)則(ze)相(xiang)反(fan)。這(zhe)是(shi)由(you)於(yu)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)各(ge)組(zu)觸(chu)點(dian)間(jian)不(bu)可(ke)能(neng)完(wan)全(quan)同(tong)時(shi)動(dong)作(zuo),故(gu)一(yi)般(ban)不(bu)采(cai)用(yong)兩(liang)組(zu)或(huo)多(duo)組(zu)觸(chu)點(dian)並(bing)聯(lian)起(qi)來(lai)切(qie)換(huan)一(yi)個(ge)大(da)於(yu)單(dan)個(ge)觸(chu)點(dian)額(e)定(ding)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)的(de)電(dian)路(lu);同時也不采用兩組或多組觸點串聯起來去切換一個大於單個觸點額定負載電壓的電路。目前多數采用將兩個(或以上)同類型,兩組觸點串、並聯使用來提高其可靠性,其並聯可靠度為:
Rt=1-(1-R)n
式中:Rt為並聯後的可靠度;Rweimeigejidianqidekekaodu。chudianchuanliannenggoutigaoqifuzaidianya,tigaodebeishuweichuanlianchudiandezushu。danshiyongshidianyabuyaogaoyuxianquanzuidagongzuodianya,yebuyaodiyuedinggongzuodianyade90%,否則會危及線圈壽命和使用可靠性,如圖2所示。

3 電磁繼電器的電磁兼容性
dianciganraoshizaochengchanpinguzhanghuoxingnengjiangjidezhuyaoyuanyinzhiyi,diancijidianqideganyingjigoushiyoudiancitiegoucheng,yushicunzaizheloucichanghecifenludewenti,zaidianluzhongyingyongshixubimianqiduiqitayuanqijiandedianciganrao。tebieshizaixiaoxinhaodianluzhong,rugexingyuleichanpindeyinxinxitongyingxuanyongdiancipingbifeichanghaodexiaogonglvjidianqi。tongshi,diancijidianqizaidianluzhongyingyuanlicixingminganyuanjianhuocixingwuzhi,quebaoqibenshennengzhengchanggongzuo。rumouxingyuleicaoleiyibiaoshangshiyongdediancijidianqi,zaidanjishiyongshiwanquanfuhedanjidejishuxingnengyaoqiu,danzaiduantiaoshishi,gaijidianqibunengzhengchangzhuanhuan。qiyuanyinshiduanzhuangketishangyouyiciganyingqiangduhenqiangdecitie,zaiqicichangdezuoyongxia,danjishangshiyongdejidianqizhongdeciganyingbufenbeicihuaerbunengzhengchanggongzuo,houjingduigaidiancijidianqijinxingpingbi,caibaozhengleduanzhuangtiaoshideshunlijinxing。
在GJB65B中已明確規定相鄰的同類繼電器安裝時網格間距、安裝間距沿磁軸線方向排列間距應為1.27 mm的整倍數。最近的網格間距最小為2.54 mm,層間間距為3.18 mm的整倍數。所以要求產品設計師們要不斷地學習新知識、新標準,不斷地掌握電磁繼電器的技術性能,在設計產品時要充分考慮到電磁繼電器的磁特性,確保其在產品中能夠正常地、可靠地轉換。
4 電磁繼電器的正確安裝
電磁繼電器合理安裝是保證其使用可靠性不可忽視的問題,如某型魚雷接線盒和供電切換裝置組件上使用的JRC-071M繼電器,由於在00D1,00D2zujianshangdeanzhuangfangshibuhelizaochenggailiangzhongzujiandehuanjingyinglishaixuanshiyandezhendongxiangmuwufatongguo,youyouyushejituzhiyijingdingxing,wufagenggai,gongyirenyuanlijingsigeduoyuedemosuoshiyan,gaibianlechanpinzhendongdeanzhuangzitai,jitongguogaibianzhendongtaidefangxiangbaozhenglegaidiancijidianqidechudianzhendongfangxiang、銜鐵的吸合方向和整機振動方向垂直,從而解決了00D1,00D2組件的環境應力篩選試驗。為了確保設計圖紙與工藝文件文文一致、文實相符,工廠在這方麵浪費了大量的人力和財力。因此設計師和工藝師在型號設計、研製階段應充分考慮電磁繼電器的正確安裝方式,避免人為因素造成電磁繼電器失效。
4.1 正確選擇電磁繼電器的安裝方式
電磁繼電器不同的安裝方式,在不同的振動方向上,加速度的放大程度有很大的差異。SJl51A-84中規定的安裝方式有6種,如圖3所示。據相關資料統計,這6種安裝方式對加速度的放大程度從小到大的順序為2型,3型,5型,1型,6型,0型(xing)。但(dan)隨(sui)著(zhe)科(ke)技(ji)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan),各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)對(dui)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia),對(dui)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu),安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)也(ye)隨(sui)著(zhe)產(chan)品(pin)的(de)實(shi)際(ji)狀(zhuang)態(tai)而(er)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua),因(yin)此(ci)設(she)計(ji)師(shi)在(zai)設(she)計(ji)產(chan)品(pin)的(de)印(yin)製(zhi)線(xian)路(lu)板(ban)時(shi),一(yi)定(ding)要(yao)考(kao)慮(lv)電(dian)磁(ci)繼(ji)電(dian)器(qi)的(de)安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi),保(bao)證(zheng)其(qi)觸(chu)點(dian)振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)、銜鐵的吸合方向盡量和整機振動方向垂直;同時在安裝繼電器的印製線路板上采取減振措施,如鎖緊裝置、壓片安裝架等,但要注意減振措施中各個邊上的受力一定要平衡。

[page]
4.2 電磁繼電器的引出端整形與焊接
電磁繼電器的引出端多數為玻璃絕緣子進行密封,因此在裝配前一定要注意以下三點要求:
(1)對於硬引出端的電磁繼電器,不允許彎折引出端,以防止玻璃絕緣子破裂造成電磁繼電器漏氣;對於軟引出端的電磁繼電器,也不允許直接彎折,應在距電磁繼電器地板跟部3~5 mm處用鑷子先行夾持後再在端部施力緩慢彎曲到需要的位置,避免反複彎折,保證引出端跟部不受力。
(2)當dang電dian磁ci繼ji電dian器qi直zhi接jie安an裝zhuang在zai印yin製zhi線xian路lu板ban上shang時shi,要yao求qiu印yin製zhi線xian路lu板ban的de孔kong距ju符fu合he繼ji電dian器qi引yin出chu端duan的de尺chi寸cun要yao求qiu,且qie孔kong距ju不bu能neng太tai小xiao,要yao保bao證zheng繼ji電dian器qi引yin出chu端duan能neng順shun利li插cha下xia,印yin製zhi線xian路lu和he繼ji電dian器qi底di部bu留liu有you一yi定ding的de間jian隙xi,防fang止zhi貼tie得de過guo緊jin或huo拉la得de太tai緊jin使shi繼ji電dian器qi跟gen部bu受shou到dao引yin力li的de作zuo用yong。
(3)焊接時,必須要根據電磁繼電器功率大小來選擇焊接溫度和焊接時間,對一般中、小功率的電磁繼電器,選擇電烙鐵不要超過60 w,焊接時間不要大於3 s,yinweihanjiewenduguogao,qieshijianguochang,huishidiancijidianqiyinchuduanshourezuoyongdeyingxiang,shijidianqixianquanyuyinchuduantuohanhuoxuhan,shidanhuangpianchudianxingnengxiajiang,huoshibolijueyuanzikailiedeng。
5 結 語
電磁繼電器隨著微電子技術、電子計算機技術、通信技術等的飛速發展而不斷地向小型化、表麵貼裝化、高可靠方向發展,因此要求整機設計師、gongyishiyaobuduandixuexigeleijidianqishiyongfangmiandezhishi,jinyibuzongjiehetantaoqishiyongkekaoxingfangmiandewenti,yimanzuzhengjixitongduidiancijidianqidekekaoxingyaoqiu。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 三星上演罕見對峙:工會集會討薪,股東隔街抗議
- 摩爾線程實現DeepSeek-V4“Day-0”支持,國產GPU適配再提速
- 築牢安全防線:智能駕駛邁向規模化應用的關鍵挑戰與破局之道
- GPT-Image 2:99%文字準確率,AI生圖告別“鬼畫符”
- 機器人馬拉鬆的勝負手:藏在主板角落裏的“時鍾戰爭”
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall

