淺談繼電器的選型和使用論文
前言
在飛機(jī)各系統(tǒng)的設(shè)備中，為了獲得配電、控制和信號(hào)傳輸?shù)墓δ�，大量使用著各種類型的繼電器。
由于繼電器的種類繁多，技術(shù)性能各異，使用環(huán)境條件要求不同，如何恰當(dāng)?shù)倪x擇和使用繼電器，關(guān)系到各系統(tǒng)設(shè)備的正常工作及系統(tǒng)可靠性。
文章闡述了飛機(jī)設(shè)計(jì)中繼電器的選型方法和使用要求，特殊型號(hào)選型經(jīng)總師系統(tǒng)批準(zhǔn)后執(zhí)行。
1 國(guó)內(nèi)繼電器生產(chǎn)概況
1.1 繼電器主要生產(chǎn)廠家
(1)航空：315 廠、345 廠;(2)航天：3412 廠、165 廠;(3)電子：891廠。
1.2 繼電器的主要型號(hào)和品種
我國(guó)繼電器航空、航天、機(jī)械、電子等行業(yè)目前尚無(wú)統(tǒng)一的型號(hào)命名方法及標(biāo)準(zhǔn)�，F(xiàn)將航空、航天系統(tǒng)繼電器型號(hào)品種介紹如下：
(1)JKB、JKC、JKX、JY、JL 系列直流電磁繼電器
(2)JSJ、JS、JST 系列延時(shí)繼電器
(3)JKM 系列開(kāi)關(guān)式密封繼電器
(4)JSM 系列三相交流密封繼電器
(5)JLM 系列電流密封繼電器
(6)JZM 系列震動(dòng)密封繼電器
(7)J 系列平衡力式密封直流電磁繼電器
(8)J 系列密封及平衡力式磁保持繼電器
2 繼電器的選型
2.1 性能要求
2.1.1 電源電壓
(1)繼電器線圈工作電壓范圍應(yīng)符合控制線路電壓;(2)同一主稱不同線圈工作電壓的繼電器用輸入線圈電壓標(biāo)稱值(即規(guī)格參數(shù))加以區(qū)別。
2.1.2 轉(zhuǎn)換觸電負(fù)載性質(zhì)
(1)阻性負(fù)載：按額定負(fù)載100%選型。
(2)直流感性負(fù)載：用控制系統(tǒng)中感性負(fù)載接通或斷開(kāi)時(shí)沖擊電流影響，觸電安全電流按額定負(fù)載25~30%降額選型。
(3)燈負(fù)載：燈負(fù)載冷態(tài)電阻很小，觸電接通瞬間的浪涌電流可達(dá)穩(wěn)態(tài)電流的10-15 倍。觸電安全電流按額定負(fù)載10~15%選型。
(4)容性負(fù)載：由于容性負(fù)載在繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)其充電電流在10~20ms 內(nèi)可達(dá)穩(wěn)定電流的10~15 倍。觸點(diǎn)安全電流按額定負(fù)載10~15%降額選型。
2.1.3 轉(zhuǎn)換觸電對(duì)數(shù)
接線路同步控制轉(zhuǎn)換觸電對(duì)數(shù)選型，轉(zhuǎn)換觸電允許有不同的額定電流值。
例：2JGM-4A 主觸點(diǎn)40A;輔觸點(diǎn)1A。
2.1.4 工作環(huán)境條件
根據(jù)繼電器安裝位置使用環(huán)境條件要求，確定繼電器的環(huán)境等級(jí)：繼電器使用環(huán)境條件與等級(jí)參照表。特殊情況要求時(shí)，可對(duì)同一等級(jí)產(chǎn)品的使用要求進(jìn)行篩選。
2.2 安裝要求方式
根據(jù)系統(tǒng)及繼電器盒的安裝要求選擇繼電器的安裝方式。繼電器的安裝方式分為A、B、C、D、E 五個(gè)類型。
2.3 失效率
按使用要求選擇失效等級(jí)。
2.4 壽命(次)
繼電器使用壽命按工作次數(shù)計(jì)算。計(jì)算要素為每次飛行工作次數(shù);每年平均飛行架次;飛機(jī)使用年限。
2.5 質(zhì)量等級(jí)
(1)軍品：按“企業(yè)軍標(biāo)”或“技術(shù)條件”生產(chǎn)，標(biāo)記為J。
(2)“7 專”品：按“七�！奔夹g(shù)條件生產(chǎn)，標(biāo)記為G。
3 延時(shí)繼電器的選型
3.1 延時(shí)繼電器使用環(huán)境等級(jí)
3.2 延時(shí)繼電器類別
延時(shí)繼電器類別按照總規(guī)范分為五類，具體如下：
A 類-混合延時(shí)繼電器;B 類-混合延時(shí)繼電器;C 類-混合延時(shí)繼電器;D 類-混合延時(shí)繼電器;E 類-混合延時(shí)繼電器。
3.3 延時(shí)時(shí)序分類
3.3.1 動(dòng)作延時(shí)型
原理：當(dāng)輸入工作電壓接通時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始(延時(shí)基準(zhǔn))，延時(shí)時(shí)間到達(dá)規(guī)定值時(shí)，繼電氣輸出接通(動(dòng)合觸點(diǎn)接通，靜合觸點(diǎn)斷開(kāi))并抑制保持接通狀態(tài)，直到輸入工作電壓去除，繼電器恢復(fù)到初始狀態(tài)。
3.3.2 釋放延時(shí)(控制端和電源端相互獨(dú)立)
原理：輸入工作電壓與控制電壓相互獨(dú)立。當(dāng)輸入工作電壓處于接通狀態(tài)，控制端處于初始開(kāi)斷狀態(tài)時(shí)，繼電器輸出觸點(diǎn)處于關(guān)斷狀態(tài);當(dāng)控制端電壓由去激勵(lì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，繼電器輸出轉(zhuǎn)換為接通狀態(tài)(動(dòng)合觸點(diǎn)接通，靜合觸點(diǎn)斷開(kāi))。若控制端電壓始終接通，則繼電器輸出一直保持接通狀態(tài)。當(dāng)控制端電壓由激勵(lì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為去激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，延時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始(以控制端信號(hào)的下降沿作為計(jì)時(shí)基準(zhǔn))，規(guī)定延時(shí)時(shí)間到時(shí)，繼電器輸出轉(zhuǎn)換為關(guān)斷狀態(tài)。
3.3.3 釋放延時(shí)(真實(shí)型釋放延時(shí)，電源端直接控制，也稱斷電延時(shí))
原理：釋放延時(shí)其延時(shí)控制是通過(guò)內(nèi)部貯能來(lái)實(shí)現(xiàn)。輸入工作電壓由去激勵(lì)轉(zhuǎn)換為激勵(lì)狀態(tài)時(shí)，繼電器輸出由關(guān)斷轉(zhuǎn)換為接通狀態(tài);當(dāng)輸入工作電壓由激勵(lì)狀態(tài)(根據(jù)不同產(chǎn)品有不同的接通狀態(tài)保持時(shí)間要求，也就是說(shuō)應(yīng)按技術(shù)條件規(guī)定才能滿足內(nèi)部貯能要求，一般為1min)轉(zhuǎn)換為去激勵(lì)狀態(tài)，規(guī)定延時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始(延時(shí)基準(zhǔn))，延時(shí)時(shí)間到時(shí)繼電器輸出由接通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)斷狀態(tài)。
3.3.4 間隔定時(shí)
原理：當(dāng)輸入工作電壓接通時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始(以輸入工作電壓接通為延時(shí)基準(zhǔn))，繼電氣輸出由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換到接通狀態(tài)(從輸入工作電壓開(kāi)始接通到繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作有一個(gè)繼電器激勵(lì)轉(zhuǎn)換的過(guò)程，這一過(guò)程一般保持在20ms 以下。)，規(guī)定延時(shí)時(shí)間到時(shí)，繼電氣輸出恢復(fù)到關(guān)斷狀態(tài)。
3.3.5 重復(fù)循環(huán)延時(shí)
3.3.6 規(guī)定時(shí)序
規(guī)定時(shí)序由用戶定義輸出狀態(tài)，按用戶輸出狀態(tài)技術(shù)要求執(zhí)行。
3.4 主要技術(shù)參數(shù)
3.4.1 輸入電流——在規(guī)定的環(huán)境溫度下，某一特定輸入電壓時(shí)流入延時(shí)繼電器輸入回路的電流值。
3.4.2 輸入電壓范圍——在規(guī)定的`環(huán)境溫度下，能使延時(shí)繼電器正常工作，輸入端允許施加的電壓范圍，一般有額定電壓和允許輸入電壓波動(dòng)范圍兩個(gè)參數(shù)。
3.4.3 再循環(huán)時(shí)間
(1)對(duì)于動(dòng)作延時(shí)和間隔定時(shí)繼電器：為保證新的定時(shí)循環(huán)能在規(guī)定的定時(shí)容許偏差內(nèi)重新開(kāi)始，而必須切除輸入端電源的最短時(shí)間。換句話說(shuō)是保證新的定時(shí)循環(huán)能在規(guī)定的定時(shí)容許偏差內(nèi)兩次測(cè)試之間的必須間隔時(shí)間。(2)對(duì)于釋放延時(shí)繼電器：為保證定時(shí)循環(huán)能按規(guī)定完成，而必須在輸入或控制端施加電源的最短時(shí)間。
3.4.4 延時(shí)準(zhǔn)確度——在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)的延時(shí)相對(duì)誤差值。
3.4.5 反極性——延時(shí)繼電器的輸入端所能承受的不會(huì)造成永久性損壞的最大反向電壓。
3.4.6 額定輸出電流——在規(guī)定環(huán)境溫度下，延時(shí)繼電器能夠承受的最大穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流值。
3.4.7 工作溫度——正常工作的環(huán)境溫度范圍。
3.4.8 絕緣電阻——輸入端對(duì)輸出端，所有引出端對(duì)外殼(底座)加一定直流電壓(如500V， 250V)的測(cè)試電阻值，為預(yù)防電路損傷，測(cè)試時(shí)應(yīng)將輸入端短接，輸出端短接后方進(jìn)行操作。
3.4.9 介質(zhì)耐壓值——輸入端對(duì)輸出端，所有引出端對(duì)外殼(底座)所能承受的最大電壓值，為預(yù)防電路損傷，測(cè)試時(shí)應(yīng)將輸入端短接，輸出端短接后方行操作。
4 繼電器的使用
4.1 裝機(jī)前檢查
繼電器裝機(jī)前必須按其技術(shù)條件進(jìn)行性能檢查，檢查合格后才能裝機(jī)使用。檢查項(xiàng)目具體如下：(1)電壓吸合、釋放、保持值測(cè)試;(2)線圈電阻測(cè)量;(3)絕緣電阻、耐壓測(cè)試;(4)接觸電阻測(cè)量;(5)密封性檢查。
4.2 安裝要求
(1)繼電器不得安裝在鐵磁物質(zhì)的安裝板或者繼電器盒上以防繼電器漏磁，造成系統(tǒng)電磁干擾。(2)繼電器與繼電器之間間距不得小于3mm，以防電磁干擾。(3)焊接繼電器引出桿連線時(shí)，應(yīng)規(guī)定電烙鐵瓦數(shù)和焊接時(shí)間。(4)有極性標(biāo)識(shí)的繼電器，線圈正、負(fù)極極按極性要求焊接。
4.3 線圈的瞬態(tài)抑制
由于電磁繼電器的激勵(lì)線圈為電感元件，當(dāng)繼電器線圈斷電時(shí)，儲(chǔ)存在線圈內(nèi)的反電勢(shì)約300~500V，作用到激勵(lì)電源回路中去。此反電勢(shì)有可能造成微電子器件損傷和線路電磁干擾。為此在大功率電磁繼電器線圈并聯(lián)瞬態(tài)抑制電路，以消除繼電器線圈斷電時(shí)反電勢(shì)影響。
4.4 觸點(diǎn)的連接方式及降額使用
(1)觸點(diǎn)的并聯(lián)可提高其接通的可靠度
Rr=1-(1-R)n，其中：Rr-并聯(lián)的可靠度;R-每個(gè)觸點(diǎn)的可靠度;n-并聯(lián)的觸點(diǎn)數(shù)。
不允許將兩個(gè)觸電并聯(lián)起來(lái)切換一個(gè)大于單個(gè)觸電額定負(fù)載(電流)的電路。
(2)觸電串聯(lián)可提高線路斷開(kāi)的可靠性，但不允許將兩個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)去切換高于單個(gè)觸點(diǎn)額定切換能力(電壓)的電路。
(3)觸點(diǎn)的降額使用。在阻性負(fù)載不變的情況下，繼電器在切換低于自身額定負(fù)載(電壓、電流)，可延長(zhǎng)其使用壽命。在額定電壓下，切換電流與壽命次數(shù)之間呈指數(shù)關(guān)系。
(4)觸點(diǎn)的低電平信號(hào)。繼電器觸點(diǎn)控制低電平信號(hào)(毫伏級(jí)，微安級(jí)信號(hào))時(shí)，應(yīng)與制造商協(xié)商，以便采用特殊的設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)檢測(cè)和篩選措施。低電平繼電器觸點(diǎn)檢測(cè)電壓應(yīng)小于30mV，電流應(yīng)小于50μA。
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