磁保持继电器基础知识

1、磁保持继电器基础知识培训,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,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。,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

2、的距离的平方成反比，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,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,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？,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

3、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,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，

4、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= *b*s/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,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,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。,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

5、到平衡，但由于惯性的作用，衔铁组件将继续运动。,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。,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。,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)：用直径为的漆包线绕t圈产生的电阻。 r=*（ t / ） 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

6、于20 时，有一个换算公式： rt=r201+（tc-20c）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1.5mm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， =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*(d-d)/22*2*l/(r)4 为电阻率，铜的电阻率为： = 0.0175 mm2/m 线圈功率：p=u2/r,d,d,l,2接触电阻,表面

7、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.,3动作、释放电压 不动作、保持电压,吸合电压：使继电

8、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,电压（）,额定电压,动作电压,释放电压,不动作电压,保持电压,a,b,c,d,e,f,触点状态,off,off,on,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？,4吸合、释放时间 回跳时间,磁保持继电器的主要参数,时间,电压（）,额定电压,动作电压,释放电压,不动作电压,保持电压,a,b,c,d,e,f,触点状态,off,off,

9、on,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,u2,t1,t2,t1,t2,t3,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,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？,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

10、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,100m,红色线为爬电距离,黑色线为电气间隙,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,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

11、触点超行程，磁保持继电器是通过什么方法来控制的？,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？,a,-a,0,f(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,横坐标（a）代

12、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,-a,0,f(g),-f(g),200,500,700,b,d,f,a,e,c,空载换向过程,g,-500,-200,坐标系中 d-(a+b)=c, e+f=g 若c0,则衔铁组件换向，若c0，则不换向,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

13、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,-a,0,f(g),-f(g),200,500,700,b,d,f,a,e,c,触点释放过程,g,-500,-200,h,j,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+da+b.,触点不释放的受力曲线

14、,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,-a,0,f(g),-f(g),200,500,700,b,d,f,a,e,c,触点释放过程,g,-500,-200,h,j,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+da+b.,提问：改变坐标中的什么可以使触点释放呢？,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

15、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,-a,0,f(g),-f(g),200,500,700,b,d,f,a,e,c,触点释放过程,g,-500,-200,h,j,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

16、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,-a,f(g),-f(g),200,500,b,d,f,a,e,c,触点闭合过程,g,-500,-200,h,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+ge+

17、f.,触点不吸合的受力曲线,磁保持继电器的主要参数,a,-a,f(g),-f(g),200,500,b,d,f,a,e,c,触点闭合过程,g,-500,-200,h,j,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+je+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。,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

18、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,-a,f(g),-f(g),200,500,b,d,f,a,e,c,触点闭合过程,g,-500,-200,h,00,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ca+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铁组件完全闭合呢？,磁保持继电器的应用及注意事项,一、ic卡预付费智能电表,ic卡预付费电表是远程抄表系统的终端。磁保持继电器在智能电表中是最重要的电子元件之一。由于其高可靠性及很强的过大电流能力，在电表中充当智能开关的角色。在用户ic卡中余额不足时，自动切断电源；在充值后自动接通电源。,磁保持继电器的应用注意事项,二、复合开关 电容器投切开关,新型电力复合开关、电容器投切开关广泛应用于无功补偿装置。磁保持继电器是复合开关中最重要的元件之一。,磁保持继电器的应用注意事项,三、磁保持继电器使用注意事项,磁保持继电器出厂状态通常为触点闭合状态，但因运输或继电器安装时受到冲击等因素影响，可能会改变状态。因此在使用前有必