磁保持继电器基础知识

磁保持继电器基础知识培训1第一页，共33页。一、磁保持继电器的定义二、磁保持继电器的工作原理三、磁保持继电器的主要参数四、磁保持继电器的应用及注意事项目录2第二页，共33页。磁保持继电器的定义

磁保持继电器是一种依靠自身永磁力保持触点断开或闭合状态的双稳态继电器。永磁力：衔铁组件中的磁铁产生的力。所有的磁保持继电器中都

有永磁，一般的电磁继电器则没有。双稳态：这里所说的双稳态是指触点的状态，即断开状态和闭合

状态不需要外部因素即可保持稳态。磁保持继电器都是

双稳态继电器，电磁继电器都是单稳态继电器。3第三页，共33页。磁保持继电器的工作原理电磁感应原理1、通过电流的导线周围会产生磁场，磁场的大小B与电流的大小I成正大，与离导线的距离ε的平方成反比，这就是电磁感应现象。

2、右手螺旋定则a：直导线的磁场方向判断，右手大拇指指向电流方向，其他手指握拳所向的方向就是磁场方向。直导线通过电流时的磁场示意图4第四页，共33页。电磁感应原理b：螺旋线的磁场方向判断，右手握拳，四根小手指指向电流方向，大拇指伸直指向的方向就是磁场N极。螺旋线通过电流时的磁场示意图磁保持继电器的工作原理5第五页，共33页。电磁感应原理试验验证单导线与螺旋线的磁场大小比较线圈磁极方向测试磁保持继电器的工作原理提问：怎样提高螺旋线圈的磁场强度？6第六页，共33页。电磁感应原理同极相斥异极相吸通过前面的实验我们知道，磁场是有方向的，那么磁保持继电器是如何实现动作的呢？磁场的特性：同极相斥，异极相吸。线圈磁场方向衔铁磁场方向通正向电流的磁路组件状态通反向电流的磁路组件状态通过以下几幅图了解同极相斥，异极相吸在磁保持继电器中的应用。给线圈施加不同方向的电流从而改变衔铁组件的状态，衔铁组件状态的变化使触点实现了断开和闭合的功能。磁保持继电器的工作原理7第七页，共33页。电磁感应原理下面的两幅图，左边一幅是通电的线圈的磁力线；中间一幅图是铆好铁芯和轭铁的线圈组件通电后的磁力线。可以看出什么不同？磁力线的特点

磁力线的特点：永远流向磁阻最小的路径,总是由N极流向S极，是闭环的曲线。铁是一种最好的导磁材料，它的磁阻很小，而空气的磁阻很大。所以右图的磁力线全部集中在铁芯和轭铁中，磁力线越密集的地方磁场也越大，磁力就越大。

提问：为什么衔铁与轭铁间出现异物或间隙时，保持力会很小？公式：F=μ*B*S/ε^2提问：请绘制第三幅图的衔铁组件产生的磁力线？衔铁组件过中点时的磁力线？磁保持继电器的工作原理8第八页，共33页。电磁感应原理磁力线的特点线圈通电后，由于同极相斥的原理，产生强大的排斥力，，当排斥力大于吸力时，衔铁组件开始换向运动。磁保持继电器的工作原理9第九页，共33页。电磁感应原理磁力线的特点磁保持继电器的工作原理线圈通电后，由于同极相斥的原理，产生强大的排斥力，，当排斥力大于吸力时，衔铁组件开始换向运动。10第十页，共33页。电磁感应原理磁力线的特点磁保持继电器的工作原理衔铁组件过中点时，两端受到的力达到平衡，但由于惯性的作用，衔铁组件将继续运动。11第十一页，共33页。电磁感应原理磁力线的特点磁保持继电器的工作原理衔铁组件过中点后，排斥力消失，永磁力方向改变与电磁力相同，叠加后衔铁组件加速运动。12第十二页，共33页。电磁感应原理磁力线的特点磁保持继电器的工作原理衔铁组件在排斥力、电磁力、永磁力的共同作用下，完成换向。13第十三页，共33页。1．线圈电阻线圈(COIL)：线圈是继电器的动力部分，漆包线绕制在骨架上，然后将漆包线两端锡焊在引脚上，形成一个线圈。线圈电阻(R)：用直径为Φ的漆包线绕T圈产生的电阻。R=£*（

T

/Φ）温度对线圈电阻的影响：温度越高电阻越大，越低电阻越小。通常说的线圈电阻指的是20℃时的线圈电阻。当温度高于或低于20℃时，有一个换算公式：Rt=R20[1+（TºC-20ºC）X0.004]※线圈电阻的大小决定继电器的功率磁保持继电器的主要参数漆包线：表面上包了一层绝缘漆的铜线。通常说的Φ1.5mm的漆包线是指内芯铜的直径，不含漆层。所以一般来说漆包线测量外径要大一点，Φ=铜径+漆层厚度。漆包线等级：按耐温等级分为B级(135℃)、F级(155℃)、H级(180℃)；按漆层厚度分为UEW、2UEW、3UEW，其中3UEW的漆层最薄。线圈电阻计算公式：R=k*{ρ*[(D-d)/2]^2*2*π*L}/[(πr)^4]ρ为电阻率，铜的电阻率为：ρ=0.0175Ω·mm^2/m线圈功率：P=U^2/RDdL14第十四页，共33页。2．接触电阻表面膜电阻接触电阻(CR)：一个导体分成二段后形成的电接触、具有比原导体大得多的电阻，此电阻称为接触电阻。继电器的接触电阻指触点间电阻。接触电阻CR是收缩电阻Re和表面膜电阻Rf的总和：Rk=Re+Rf※接触电阻是继电器最重要的参数收缩电阻磁保持继电器的主要参数形成表面膜电阻Rf因素:1.空气中的灰尘.2.空气中的有害气.H2S,SO2等.3.空气中的有机物蒸汽.塑料,胶水,松香.4.生产过程中触点表面沾染的油污,汗渍.形成收缩电阻Re因素:

触点压力的大小决定收缩电阻的大小.

两者成反比关系,触点压力越大,收缩电阻越小.15第十五页，共33页。3．动作、释放电压不动作、保持电压吸合电压：使继电器触点闭合需要的最小电压叫做吸合电压。左图中的动作电压指吸合电压的上限，不动作电压指吸合电压下限。释放电压：使继电器触点断开需要的最小电压叫做释放电压。左图中的释放电压指释放电压的上限，保持电压指释放电压下限。磁保持继电器的主要参数

时间［ｍｓ］电压（％）额定电压动作电压释放电压不动作电压保持电压ABCDEF触点状态OFFOFFON

提问：左图曲线上的哪一段代表触点断开状态，哪一段代表触点闭合状态？16第十六页，共33页。4．吸合、释放时间回跳时间磁保持继电器的主要参数时间［ｍｓ］电压（％）额定电压动作电压释放电压不动作电压保持电压ABCDEF触点状态OFFOFFON吸合、释放时间：自线圈通电开始到触点闭合、断开所需的时间回跳时间：触点吸合第一次接触到稳定接触需要的时间U1额定电压U2t1t2t1t2t3

提问：左图哪一段代表产品吸合时间，哪一段代表产品释放时间，哪一段代表触点回跳时间？时间［ｍｓ］

提问：左图哪一段代表产品吸合时间，哪一段代表产品释放时间，哪一段代表触点回跳时间？17第十七页，共33页。4．绝缘电阻介质耐压磁保持继电器的主要参数绝缘电阻：在相互绝缘的导电部分之间用规定的直流电压（一般为500VDC）测量时所呈现的电阻值绝缘电阻与导电部分间的绝缘材料的电阻率大小有关介质耐压：又称抗电强度，是指两导电部分之间能承受的不击穿的最大电压值介质耐压与导电部分之间的爬电距离、电气间隙和污染等级有关≥100MΩ红色线为爬电距离黑色线为电气间隙18第十八页，共33页。5．换向保持力磁保持继电器的主要参数换向保持力：在衔铁组件手柄上施加的能使触点断开或闭合的最小的力。换向保持力分为空载保持力和触点保持力，空载保持力和触点保持力都有断开力和闭合力之分

提问：空载保持力与触点保持力的大小分别与什么有关系？闭合力断开力闭合力断开力19第十九页，共33页。6．触点超行程(FOLLOW)磁保持继电器的主要参数触点超行程(FOLLOW)：指触点刚闭合时衔铁与轭铁之间的距离，也可以说是簧片头部继续运动的距离，即簧片头部的超行程电磁继电器是通过在衔铁与铁芯间用塞片探测的方法来控制触点超行程，磁保持继电器是通过什么方法来控制的？20第二十页，共33页。7．触点压力磁保持继电器的主要参数触点压力：指产品磁路完全闭合后，动静触点间产生的相互作用力。触点压力等于簧片头部超行程所产生的反力簧片头部超行程越大，产生的反力越大，触点压力也越大那是不是超行程越大越好呢？为什么？21第二十一页，共33页。A-A0F(g)-F(g)横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中永磁产生的吸力。红色曲线代表衔铁组件处在不同位置时所受力的数值连成的一条线。磁保持继电器的工作原理500-500提问：左图中什么位置是空载保持力，空载保持力大概是多少？永磁静态吸力特性曲线22第二十二页，共33页。横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。黑色实线代表排斥力线。红色实线代表永磁力线，红色虚线代表电磁力线。磁保持继电器的工作原理蓝色虚线代表排斥力与电磁、永磁力叠加后的合力。电磁与永磁动态吸力特性曲线A-A0F(g)-F(g)200500700bdfaec空载换向过程g-500-200坐标系中D-(a+b)=c,e+f=g若c>0,则衔铁组件换向，若c<0，则不换向23第二十三页，共33页。触点释放过程的吸力与反力特性曲线磁保持继电器的主要参数横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。提问：左图坐标中触点压力在哪个位置？大概是多少？提问：左图坐标中触点保持力的断开和闭合力怎么计算？大概是多少？提问：左图坐标哪个位置代表簧片头部的超行程？哪一段代表触点运动的空行程？提问：左图坐标中反力特性曲线的斜率代表什么？黑色实线代表排斥力线，红色虚线代表电磁力线。红色实线代表永磁力线，蓝色直线代表反力特性曲线。黄色实线代表排斥力、簧片反力与电磁、永磁力叠加后的合力。A-A0F(g)-F(g)200500700bdfaec触点释放过程g-500-200hj触点释放是因为使触点断开的力大于保持触点闭合状态的力。即c+d>a+b.24第二十四页，共33页。触点不释放的受力曲线磁保持继电器的主要参数横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。黑色实线代表排斥力线，红色虚线代表电磁力线。红色实线代表永磁力线，蓝色直线代表反力特性曲线。黄色实线代表排斥力、簧片反力与电磁、永磁力叠加后的合力。A-A0F(g)-F(g)200500700bdfaec触点释放过程g-500-200hj触点不释放是因为使触点断开的力小于保持触点闭合状态的力。即c+d<a+b.提问：改变坐标中的什么可以使触点释放呢？25第二十五页，共33页。触点抖动的受力曲线磁保持继电器的主要参数触点抖动是因为在释放过程中，衔铁组件过零点之前或者刚过零点时，受到了簧片比较大的阻力，这个阻力已经大于电磁力、永磁力、排斥力叠加的力，当测试仪的脉冲电压使衔铁组件产生的惯性不足以克服这个阻力，脉冲电压持续爬升的时候，每爬升一个点，衔铁组件带动推片对簧片撞击一次。我们听到的抖动声音其实就是这个持续的撞击声。当脉冲电压爬升到足以克服簧片反力的时候，触点断开。A-A0F(g)-F(g)200500700bdfaec触点释放过程g-500-200hj提问：改变坐标中的什么可以使触点不抖动呢？横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。黑色实线代表排斥力线，红色虚线代表电磁力线。红色实线代表永磁力线，蓝色直线代表反力特性曲线。黄色实线代表排斥力、簧片反力与电磁、永磁力叠加后的合力。26第二十六页，共33页。触点闭合过程的吸力与反力特性曲线磁保持继电器的主要参数A-AF(g)-F(g)200500bdfaec触点闭合过程g-500-200h横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。黑色实线代表排斥力线，红色虚线代表电磁力线。红色实线代表永磁力线，蓝色直线代表反力特性曲线。黄色实线代表排斥力、簧片反力与电磁、永磁力叠加后的合力。触点吸合是因为使触点闭合的力大于保持触点断开状态的力。即h+g>e+f.27第二十七页，共33页。触点不吸合的受力曲线磁保持继电器的主要参数A-AF(g)-F(g)200500bdfaec触点闭合过程g-500-200hj触点不吸合是因为使触点吸合的力小于保持触点断开状态的力。即h+j<e+f.提问：改变坐标中的什么可以使触点吸合呢？横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。黑色实线代表排斥力线，红色虚线代表电磁力线。红色实线代表永磁力线，蓝色直线代表反力特性曲线。黄色实线代表排斥力、簧片反力与电磁、永磁力叠加后的合力。28第二十八页，共33页。磁保持继电器的主要参数触点保持不住的受力曲线横坐标（A）代表衔铁组件的开距。纵坐标（F）代表衔铁组件换向过程中所受到的力。红色虚线代表排斥力线。红色实线代表永磁力线，蓝色直线代表反力特性曲线。蓝色虚线代表排斥力、簧片反力与电磁、永磁力叠加后的合力。A-AF(g)-F(g)200500bdfaec触点闭合过程g-500-200h７00ｉ触点保持不住其实就是衔铁组件没有完全闭合到位，是因为簧片头部超行程过大或者簧片过于刚性，簧片头部产生的反力大于永磁与电磁吸力之和。即c>a+b提问：左图坐标中衔铁组件到哪个位置时无法闭合，改变坐标中的什么可以使衔