欧姆龙一般继电器的原理及使用

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

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。

线圈温度和动作

继电器温度一发生变化，继电器接点弹簧的弹性、摩擦状态、线圈电阻等也发生变化。但是，其中对动作时间产生较大影响的是线圈电阻的变化。已经在继电器的动作原理部分对这一点进行了说明。电磁铁的动作与电流有关。在直流电磁铁下，电流可表示为以下公式。

i ：线圈电流

R ：线圈电阻

E ：线圈外加电压

ι ：线圈的时间常数L/R

t ：从电压外加时经过的时间

在这里线圈温度若是上升，如前面所述，线圈电阻在0.4％/℃下变大，线圈时间常数（L/R）的R （线圈直流电阻）也变大，因此接点的等待时间就缩短，动作时间也在变快的方向上产生作用。相反，线圈电阻的增加引起线圈电流的减少，因此在电压操作的继电器中，动作时间反而变长。下图表示关于电压操作和电流操作各自动作时间相对于线圈温度而发生的变化。

如大型继电器那样动作时间要花费数10ms的继电器，即使温度变化，也不会发生较大变化，在10ms以下的小型继电器中可以看到温度引起的变化的倾向。

●使用周围环境

银移动（silver migration）

银的移动现象是银端子（电极）间长时间施加直流电压，在湿度及氧化还原环境的条件下，称为银移动。随着这种现象的进行，可能会降低绝缘性，偶尔在电路间发生短路等故障。

易发生。

件，“接点追踪”、“接点压力” 是两个重要因数。

接点压力在一般使用的银或者其合金中为5～50g，金、铂、钯等贵金属接点中一般为3 ～10g。由于开关容量小，抗环境性比较好，因此贵金属接点下的值较小。

接点追踪中即使接点的接触部分有某种程度的消耗，也需要接触。该接点追踪与接点压力有着密切的关系，两者的积为接点部分的工作量。在限定的工作量中，或增大接点压力，或增大接点追踪，使用不同的方法，其接触性也不同。

例如，接点压力大，而接点追踪小时，初期可以看出是否稳定。但是随着接点的消耗，接点压力急剧减少，不久接触消失。

相反接点压力小，接点追踪大时，不会发生如前所述的情况。但是接触电阻变高，难以破坏保护膜等。因此带适度接点追踪和接点压力的继电器，可以说是好的继电器。接触电阻可以分为集中电阻和界面电阻（保护膜电阻）。

接点接触乍一看上去好像是整个面的接触，但实际由于接点的形状、表面的粗糙度等，只是接触了1点或者多点。电流集中流通到这个接触点而产生的电阻就是集中电阻。

从“基本构成和动作原理” 可以发现与接点硬度、接点压力、接点材质的固有电阻有关。这个接触部的模型如下所示。即接触是比外观更小的接触面积，电流在集中状态下流通。

以下表示测量接点压力和接触电阻关系时的实际示例。

另外，接点如果暴露在空气中，不能避免氧化保护膜、硫化保护膜等的生成，引起这些反应的电阻称为界面电阻（薄膜电阻）。一般在使用接点前的状态下，集中电阻所占的比例较大，在使用中，由于电弧引起消耗、机械性磨损等，相反界面电阻增多。这些根据

动作频率而有所不同。在频率大的接触面上比较清洁，界面电阻（薄膜电阻）较小，频率小的上面可能会生成相当高的电阻保护膜。

另外，样本目录等上记载有接触电阻值。这些值只不过是用标准性试验方法规定的初始值。实际上，需要使用符合各自装置的接触电阻。一般负载阻抗的容许值，除像传送声音电流时，失真、衰减造成问题的特殊情况外，接触电阻值为可容许负载阻抗的1～5%。

负载条件和接点

继电器上发生的故障中，多半是接点接触性问题所引起的，根据负载条件不同，其故障内容也有所不同。负载条件可大致分为微小能源·水平（小功率电路）、中间能源·水平、高能源·水平。

微小能源·水平，严格地来讲称为机械性接触电路，是指不会因热、放电等接点的接触状态而发生变化的负载条件。但是在实际情况中，即使施加某种程度的电压，由于接触状态不变化，因此包含其负载条件在内，进行定义。对接触状态不产生影响的界限电压称为接点软化电压（Softening Voltage），银为0.09V、金为0.08V、铂为0.25V、钨为0.6V。中间能源·水平是指引起轻度放电现象的负载条件，从接点软化电压到电弧开始放电的电压。电弧开始放电的电压，银为12V、金为15V、铂为17.5V、钨为15V，10%的钯银合金为11V。

高能源·水平是指电弧开始放电电压以上的电压。

有关接点的特殊问题

接点根据使用方法会发生特殊现象。以下表示这些内容。

(1)负载开关时的异常腐蚀现象

这个现象是负载开关时的电弧和空气中的N、O结合，一般生成HNO3腐蚀金属材料（硝酸腐蚀）。

对策：

1.通过消弧电路减少负载开关时的电弧量。

2.减少开关频率，消除持续的电弧。

3.降低使用环境的湿度。

(2)金属(coherer)效果

是接点通过接点表面的保护膜接触时，接点电压达到某个值以上后，该保护膜被电气性破坏，接触电阻急剧降低的现象。

(3) 热电动势

继电器接点构成材料的材质由功能多种多样的金属（银、铜合金等）组合而成。这些构成材料的接合部，由于距离发热体（例如线圈）距离及传热路径的不同等而产生温度差。其结果是在接点端子间产生热电动势（约数μV～约数10μV）。特别是使用微小信号时要注意。

使用闭锁（保持）继电器，由于线圈的通电时间缩短，控制线圈发热来降低热电动势，或使用热电动势小的继电器（特别顾及了接点导电部的材质形状）等来降低热电动势。

各负载条件下的接触性

在微小能源水平和高能源水平下，在接点中发生的现象完全不同。前者是接点消耗较少，但是有无接触不良的问题。后者是接点的消耗、熔化、转移等的问题。

在微小能源水平下，接点的清洁度最为重要。附着不导通物质，生成不导通的保护膜是造成接触不良的主要原因。

不导通物质有土沙，纤维等尘埃。但在微小负载用的继电器中，接点的导线、接点压力较小，因此这类物质附着在接触面后，会引发接触不良。这种问题与接点材质无关，主要是继电器的选择以及使用方法方面的问题。生成不导通保护膜是由于空气中含有的水分、油脂或者氧化物、其他继电器自身及建筑物排出来的有机气体、汽车等的排气、工厂的煤烟、焊接的焊剂、工程人员的指纹等。

对于不导通保护膜。需要在继电器构造、接点材质、环境整顿等方面采取对策。

一般使用的银接点较容易氧化硫化。但是其中的氧化保护膜对于接触性没有较大的影响，而硫化保护膜有较大影响。这种情况下使用难以发生硫化的贵金属。一般使用钯、金、铂等和银的合金接点。另一方面，铂系的接点利用苯、汽油等释放的不饱和性有机气体，生成绝缘体的粉末（褐色粉末）。金不会生成保护膜，因此接触性稳定，但由于较柔软，低接点压力下接触部分会变形，变形后不可使用。因此在钯等的2层接点的上层使用或者用于保护接点的金保护膜等。

在微小负载也可引起放电的条件下，接点氧化，燃烧空气中含有的可燃性物质，生成碳化保护膜。碳化保护膜不是完全的绝缘体，有时可达到数10～数100Ω。

在高能源水平下，电弧放电由于持续产生能源，接点开关时熔蚀接点，使其成为金属蒸气并飞散等，造成接点的消耗。另外从一方接点分离的金属粒子与其他方的接点结合，引起接点转移，然后接通时可能会引起溶解结合等接点故障。

直流时，像交流一样，电压或者电流没有零点，即使是相当小的负载，电弧也可持续较长时间。

在这样的负载条件下，因金属粒子的附着、绝缘物的碳化会引起绝缘老化，因此需要注意绝缘物的材质、形状。

接点故障根据负载种类而有所不同。变压器、电机、灯等的负载中有较大的冲击电流流通，因此常有接点熔化事故发生。在灯、电机、变压器、螺线管等中流通数倍到数10倍的电流。在电机、变压器、螺线管等感性负载中，断路时发生较大的逆起功率。这个电压为达到恒

定电压的4～20倍，有时会消耗接点、破坏负载。