欧姆龙一般继电器的原理及使用.docx
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欧姆龙一般继电器的原理及使用
欧姆龙一般继电器的原理及使用
故障解析
下表中记载了继电器动作发生问题时的故障分析表。
请根据下表对电路等进行检查。
另外,如果电路检查时没有发现异常,估计故障来自于继电器时,请向本公司销售人员咨询(请不要拆开继电器。
否则会导致故障原因无法确定)。
继电器由线圈部分、接点部分、铁芯部分、其他结构部分组成,但这些部分中最容易出现故障的是接点部位,其次是线圈部位。
可是,这些故障大部分是因为使用方法、使用条件等外部原因造成,因此可以在使用之前进行充分研究,作出正确选择后可以防止大部分故障的发生。
下表列举了有关继电器的主要故障模式,并列出了可能的原因和对策。
故障
原因
对策
(1)动作不良
①线圈额定电压选择错误
②配线不良
③没有输入信号
④电源电压的下降
⑤电路电压的下降
(特别是附近的大型机器工作时或长距离配线时要注意)
⑥使用环境温度上升引起工作电压(感应电压)的上升
(特别是直流型)
⑦线圈断线
①重新选择额定电压
②线圈端子之间的电压确认
③线圈端子之间的电压确认
④电源电压的确认
⑤电路电压的确认
⑥继电器的单独动作测试
⑦·由烧坏引起时参照(3)项
·由电气腐蚀作用引起时,要确认线圈电压的外加极性
(2)复位不良
①输入信号断开不良
②迂回线路引起向线圈外加电压
③半导体电路等组合电路引起残留电压
④线圈和电容器并联引起复位延迟
⑤接点的熔接
①线圈端子之间的电压确认
②线圈端子之间的电压确认
③线圈端子之间的电压确认
④线圈端子之间的电压确认
⑤有关熔接,请参照(4)项
(3)线圈烧坏
①线圈外加电压不合适
②线圈额定电压选择错误
③线圈层间短路
①重新选择额定电压
②使用环境的再次确认
③使用环境的再次确认
(4)接点熔接
①连接负载设备过大(接点容量不足)
②开关频率过大
③负载电路的短路
④蜂鸣导致接点的异常开关
⑤达到规定的耐久次数
①负载容量的确认
②开关次数的确认
③负载电路的确认
④参照(7)项的蜂鸣章节
⑤接点额定值的确认
(5)接触不良
①接点表面的氧化
②接点的磨损、劣化
③使用不良导致端子错位及接点错位
①·使用环境的再次确认
·重新选择继电器
②达到规定的耐久次数
③使用时注意
·耐振动、冲击
·焊接作业
(6)接点的异常消耗
①继电器选择不适合
②对负载机器考虑不足(特别是马达负载、螺线管负载、灯负载)
③无接点保护电路
④邻接接点之间耐压不足
①重新选择
②重新选择
③追加火花消弧电路等
④重新选择继电器
(7)蜂鸣
①线圈外加电压的不足
②电源纹波过大(直流型)
③线圈额定电压选择错误
④输入电压缓慢上升
⑤铁芯部位的磨损
⑥可动铁片和铁芯之间混入异物
①线圈端子之间的电压确认
②纹波系数的确认
③重新选择额定电压
④电路的添加更改
⑤达到规定的耐久次数
⑥除去异物
「控制设备的正确使用方法」(NECA发行)控制用继电器篇
终端继电器使用注意事项
●各产品的个别注意事项,请参见各产品的「请正确使用」栏。
●安装
要连接多个进行安装时,考虑继电器自身发热,应使其保持在55℃以下,或设置间隔等。
(G3S4型为80℃)
●继电器的更换
·拆卸G6B-4CB、G6B-4□□ND、G3S4型继电器时,如右图所示请使用工具(P6B-Y1)。
·G6B-F4B/-4B、G3DZ-F4B/-4B,请使用终端继电器上所带的拆卸工具。
·更换继电器时,请务必在切断电源的状态下进行。
·安装继电器时,请垂直插入,以使继电器端子牢固插入插座接插件插针内。
·G6B-48BND(高可靠性型)中为提高可靠性,直接焊接到基板,因此不可更换继电器。
·不可混有异种电压规格的继电器。
●布线
请注意输入侧○+、○-的极性。
另外,G3S4-D型中在输出侧也有极性,敬请注意。
●线圈外加电压
·请勿连续施加超过最大容许电压的线圈外加电压。
·在线圈输入中平行连接其他感性负载等时,当电源中含有浪涌时,请勿使用。
否则浪涌吸收用二极管会破损。
●使用
·请勿使产品落下,施加异常的振动冲击或者在端子上施加蛮力。
·使用时请事先确认继电器是否有上浮。
●安装螺钉的紧固
·端子螺钉的紧固转矩
~·m
·在面板等上直接固定螺钉时
~·m
●设置场所
请勿设置在以下场所,可能会导致故障及误动作。
·阳光直射处。
·环境温度超过0~55℃范围的地方。
·相对湿度超出10~90%范围的地方,温度变化急剧,发生结露的地方。
·有腐蚀性气体、可燃性气体的地方。
·尘埃、盐分、铁粉多的地方。
·在本体上直接传递振动、冲击的地方。
·有水、油、药品等飞沫的地方。
●分解
请勿进行分解、修理、改造。
否则妨碍正常的动作,引起触电等。
●配备继电器
终端继电器型号
配备继电器型号
G6D-4B/-F4B
G6D-1A-ASI
G6DZ-4B/-F4B
G3DZ-2R6PL
G6B-4CB
G6B-2114P-US
G6B-4BND
G6B-4FB1ND
G6B-4FPND
G6B-1114P-FD-US
G6B-47BND
G6B-1174P-FD-US
注1.G6B-48BND的继电器不可更换。
注2.插座的电压规格和继电器的电压规格必须吻合。
注3.不可混入异种电压规格的继电器。
一般继电器Q&A
Q1:
请教适合微小负载开关双接点的继电器的型号。
A1:
在微小负载开关中,推荐可靠性高的横臂双接点或双接点的继电器。
〈代表性系列名称〉
G2A系列、MY4Z-CBG系列................横臂双接点
MY4Z系列、MK□ZP系列................双接点
Q2:
并列连接2个继电器接点后,开关容量会是2倍吗?
A2:
不会是2倍。
实际上由于2个接点并不总是同时ON/OFF(时间多少有偏差),因此在某个瞬间,1个接点上会承受所有负担。
Q3:
动作时间、复位时间包含反弹时间吗?
A3:
不含反弹时间。
动作时间→线圈上通电后到a接点(接通接点)为ON之前的时间。
复位时间→将线圈OFF后,到a接点(接通接点)为OFF之前的时间(c接点的情况下,为到b接点之前的时间)
Q4:
请教线圈电压AC100/(110)V机型中()的含义。
A4:
AC100/(110)表示线圈是额定品3。
额定品3
AC10050Hz
AC100V60Hz
AC110V60Hz
AC100/110V为额定品4,AC110V50Hz也为额定。
MY、LY系列等中也有额定品4。
Q5:
请教如何考虑微小负载领域下的接触可靠性
A5:
开关微小负载时,有时接点的接触电阻可能会成为问题。
即使产生偶发性的高接触电阻值,在下一个动作也会恢复。
另外,由于生成接点保护膜等,有时接触电阻值会上升。
关于接触电阻值,该值是否为故障,应根据使用电路上是否产生问题来判断。
因此,继电器接触电阻的故障标准仅规定初始值,最小适用负载作为一个标准,通过P水准(参考值)等来表现故障率。
另外,继电器接点中有的接点适合微小负载开关,有的并不适合。
一般继电器参考资料
■外部条件、环境、周围环境对继电器的影响
●线圈
与电源的关系
(1)在直流继电器中、
线圈电流=外加电压/线圈电阻
(2)在交流继电器中,线圈的电感系数产生影响,因此需要考虑线圈阻抗。
另外,线圈阻抗根据频率而发生变化,如果以60Hz下的特性为100%,在50Hz下使用同一继电器时,其特性如下表所示。
但是,根据继电器不同,该值也会发生变化,因此使用前请确认。
额定电流、消耗功率、温度上升
约117%
动作电流
约100%
动作电压、复位电压
约85%
(3)关于线圈应注意以下几点:
在DC操作继电器中,带动作表示、带浪涌吸收用二极管继电器及保持继电器的情况下有极性。
极性弄错可能会导致元件损坏、动作不良,敬请注意。
如果在AC操作继电器上外加DC电压,线圈发热,可能造成烧损。
相反如果在DC操作继电器上外加AC电压,可动铁片反复振动,不能正常动作。
与温度的关系
线圈中所使用的铜线的电阻,对于温度变化,约受%/℃的影响。
这种情况直接对继电器的动作特性产生影响。
这使电磁铁产生吸引力,使线圈电流发生变化。
在交流操作继电器中,由于线圈直流电阻的比率相对于线圈阻抗较小,温度引起的动作特性(动作电压·复位电压)的变化也变少。
另外,在直流电压操作的继电器中,线圈电阻的变化对线圈的温度上升产生影响。
这是根据线圈电流的变化,引起消费功率的增减,温度上升值仅根据温度所引起的线圈电流变化率而进行变化。
代表性示例如下所示。
环境温度的定义
继电器自身的发热、其他设备的发热使控制柜内的温度上升。
使用环境温度应为盒子内继电器附近的温度。
电气腐蚀
继电器线圈在非工作状态下暴露在高温、高湿的环境中,而且线圈卷线和铁芯等其他金属之间有电位差时,如果它们之间的绝缘不充分,两者间流通的离子化电流,将可能腐蚀线圈上所卷的铜线。
与在金属上进行电镀的作用相同,通过酸、碱等,将可促进该作用。
在以往的继电器中,往往忽视这种现象,但是最近在卷轴材方面开发出了特性较好的塑料,而且卷线的绝缘材也开发出了聚氨酯类、聚脂、聚酰胺、特氟龙等特性优良的材料,减少了一部分危险性。
要防止电气腐蚀,应避免在高温、高湿中保管及使用。
在电路构成方面应注意开关的位置,使其不在卷线上施加+电位,需要考虑+接地等。
右边列举了良性示例和不良示例。
●动作时间
与形状和动作时间的关系
继电器的动作时间由延迟时间(线圈时间常数、惯性力矩引起的)、接点切换时间等决定,但是这些值根据继电器的形状而不同。
例如,铁芯和可动铁片之间空隙较大的继电器,带电磁铁(使用磁气电阻较大的材质)的继电器中,为降低其电感系数的值而缩小时间常数,但反而减少了吸引力,吸引可动铁片所需的时间也变长。
这种倾向,在直流操作继电器中尤为显著。
因为电磁铁的吸引力与铁芯、可动铁片间的空隙的平方成反比,降低后发生这种现象。
因此在高速继电器中,可缩小空隙,使用高透磁率材料,减少线圈卷线等。
在交流操作下,由于启动时流通的电流大于额定电流,与直流操作不同,与形状无关。
此外,对于惯性力矩,间接驱动形比较有效,在可动铁片开始动作时不会施加较大的负载载荷。
另外,接点的切换时间几乎由可动铁片的动作直接传达,因此其动作应尽可能地小,而且为通过动作全行程顺利动作,要考虑载荷和吸引力的平衡。
接点的反弹受可动铁片的动作速度,可动部分的重量,接点弹簧的弹性等要素的影响。
一般接点弹簧、接触片的形状、制动块的构造等应缓和动作时的冲击能量。
线圈外加电压(电流)与动作时间的关系继电器的动作时间受线圈的外加电压(电流)支配。
如下图所示,施加若干超出动作电压的电压时,线圈电流达到动作电流之前的时间;克服可动部惯性到可动部开始动作之前的时间;吸引力克服负载载荷,可动部加速,接点切换之前的时间,由于任何一个都延长,因此其动作时间也大幅延长。
另一方面,施加大幅超过动作电压的电压时,任何一个都缩短,动作时间也提前。
线圈外加电压和动作时间的关系如上所述,但线圈外加电压与其他特性也有关系,因此规定了线圈额定电压
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