电力继电器简介

如我们在这个主题上的其他技术博客中所指出的，继电器基本上是控制其他开关的开关。它们利用低功率信号来控制更高功率的电路。发出低功率信号会激活电磁铁，移动铁芯并导致电触点闭合，将电力发送到受控电路。

这种设计有效地将低功率信号与高功率电路隔离开来，保护操作员免受伤害，同时保护设备免受损坏。它还允许从远处控制设备或系统。电磁继电器自1835年以来就存在了，尽管多年来它们的组件和种类变得更加复杂和精细，但它们的基本功能仍然保持不变。

什么是电力继电器？

所有电气继电器都控制电力，但并非所有继电器都被正确地称为“电力继电器”。更准确地说，电力继电器是专门设计用于处理高电流开关的产品，从几安到更高的电流。电力继电器触点的内置容量能够处理较大的电流，加上它们更大的尺寸和更强大的线圈，使得电力继电器成为在开关通常超过10安的电流时的良好选择。一些使用示例包括汽车系统、电梯、阀门执行器，或者具有高初始电流浪涌的设备，如电机、电磁阀、电源或电子镇流器。

接触弧和电力继电器的好处

与大多数其他电气元件一样，所有继电器在安全处理的电力方面都存在一些限制。每个型号对可以安全控制的电力都有最大功率额定值，使它们可以有效地与低功率负载（如灯泡）匹配，到高功率负载（如大型电动机）。然而，如果继电器的功率额定值超过了，则很可能会对继电器造成永久性损坏。

如果触点没有完全对齐，这也可能导致继电器中的接触弧，即在继电器的触点打开但彼此靠近时电流流过空气间隙的现象。火花和热量带来的危险并不是弧的唯一负面影响。弧还会通过侵蚀触点损坏继电器，并通过产生不必要的电气干扰损坏附近的设备。

电机继电器中的弧问题

通过使用电力继电器来解决这个问题，电力继电器通常用于处理高电流设备的电气负载，如加热器、电动机、照明阵列和其他工业设备。电力继电器具有更高的电流和电压额定值，主要通过使用与常规继电器显着不同的开关触点材料来实现。

关于继电器触点材料的一点说明

电流通过继电器的触点时会遇到电阻，这取决于触点的大小和材料。增加电阻会增加继电器本身的功耗和产生的热量。降低触点电阻的一种方式是通过选择它们所制成的材料。

常规继电器通常使用银镍触点。自从继电器问世以来，这种金属一直被用于继电器，并且通常用于开关电阻性负载（电流和电压彼此同相）。

用于更高负载的继电器（电力继电器）使用由氧化银镉、氧化银锡或金合金制成的触点，并且适用于开关感性负载（电流和电压不同步，有时会引起电流或电压的大幅度峰值）。这些触点材料都提供较低的电阻和减少由于高涌入电流而引起的接触焊接。使用氧化银锡可以避免使用含有镉的合金所带来的环境担忧，因为一些国家对镉进行了监管。

电力继电器与信号继电器

电力继电器和信号继电器是一般继电器的两种最流行的变体，它们可以从更直接的角度进行比较。重要的是，电力继电器期望的寿命周期较少，但更关心更高的电压和电流。信号继电器期望更高的寿命周期，但处理较低的电压和最小量的电流。这些使用上的差异需要在其构造上采取显著不同的方法。由于构造上的差异，虽然电力继电器非常适合开关高功率设备，但它们不适合与低功率设备一起使用。用于电力继电器的接触材料的特性对于低功率开关来说并不理想。这是因为被开关的电压越低，触点之间的物理连接就越关键，这由触点的接触压力和清洁度控制，而不是由材料控制。更明显的是，用于电力应用的信号继电器很可能由于过压或过流而发生严重故障。即使它幸存下来，它也将缺乏重要的功能，如弧的预防和接触自清洁。在选择两种类型之间时，最重要的指导原则是始终将所开关的功率级别与继电器的功率额定值匹配。

电力继电器的类型

与常规继电器一样，电力继电器分为两种基本类型，电磁式和固态式。电磁式电力继电器使用电线圈、磁场、弹簧、可移动铁芯和触点来控制设备的电力。

用于高功率应用的固态继电器可以使用无运动部件来切换交流或直流电流。它们取而代之使用半导体，例如可控硅（SCR）、交流三极管（TRIAC）或开关晶体管来切换电流。虽然固态继电器用于切换高功率负载，但由于适当的功率半导体成本的增加和额外的热管理组件的必要性，成本/效益计算会随着功率需求的增加而受到侵蚀。

带有铝散热片的固态继电器

电力继电器的配置和额定值

与常规继电器一样，电力继电器通过触点配置或描述进行分类，指定它们可以同时控制的设备数量。最常见的分类是：

SPST - 单极，单刀

DPDT - 双极，双刀

3PDT - 三极，双刀

SP3T - 单极，三刀

继电器触点根据在继电器上没有施加电力时所处的状态，通常列为常闭（NC）或常开（NO）。

继电器额定值指的是继电器可以安全有效地切换的功率量。此额定值通常以交流或直流电流或两者兼用，并以安培为单位给出。继电器的额定级别必须与所开关设备的额定级别相同，并包含一个安全系数。

与非电力继电器一样，电力继电器可以使用“形式”来描述。像“1 Form A”或“2 Form C”这样的短语告诉您关于继电器的两件事。在“Form”之前的数字告诉您继电器中描述的触点有多少个，因为一个单元中可以有多个继电器开关。形式A意味着继电器通常是打开的，形式B意味着继电器通常是闭合的。形式C仅适用于SPDT继电器，表示哪个位置被认为是常闭位置，同时继电器是断路前进行的。形式D与形式C相同，但是是进行断路前进行的。还有许多其他形式，但这四个是最常用的。换句话说：

形式A - 通常开

形式B - 通常闭

形式C - 断开前进行的SPDT开关

形式D - 断开前进行的SPDT开关

选择电力继电器

选择正确的电力继电器以匹配您的应用程序的过程非常简单，包括以下步骤：

1.确定必要的负载电压额定值和类型

2.确定必要的负载电流额定值

3.确定必要的电路/开关布置

4.确定必要的控制电压和类型

5.确定所需的安装类型

对于固态继电器，步骤是相同的，但您还必须确定负载类型（感性或阻性），并确定是否需要标准或特殊应用的SSR。您还需要确定设备散热的量以及管理它的解决方案。

其他设计考虑因素

电力继电器的工作方式与常规继电器相似，这意味着在设备规格阶段会面临类似的考虑因素。其中一些考虑因素值得注意，包括：

输入功率浪涌：某些设备在启动时可能会产生显着的功率浪涌，这应该在继电器规格之前确定，以避免损坏设备。

线圈抑制：在继电器循环时可能会产生高电压暂态。线圈抑制在电路中使用附加组件来保护设备免受这些暂态的影响，但这可能会缩短继电器的寿命周期。您应确定是否需要特定的线圈抑制策略。

锁定：锁定继电器将保持其最后的接触位置，即使已移除激活电源。这可能是您的应用程序需要的一个特性。

噪音：继电器可能会产生EMI或RFI噪声，这种噪声在高功率设备中可能更加明显。您需要预先确定您的设备或系统对此噪声的敏感性。

接触弹跳：当继电器循环时，触点可能会经历多次非常短暂的开/关周期，称为接触弹跳，这会产生电脉冲。根据应用的灵敏度，这可能会产生不希望的效果。必须在规格之前确定接触弹跳是否重要。

接触弹跳及由此产生的迅速变化的电压

总结

继电器是经过验证的、高效的、有效的设备，可以安全地从远处对设备和系统进行电气控制，同时也将控制器与操作电流隔离开来。电力继电器是电磁式或固态继电器，已经设计具有额外的强大功能来处理更高的电压和电流。在确定产品的继电器电力开关要求时，CUI Devices愿意为您提供各种电力继电器和信号继电器，满足您的低电平或高电平电流开关需求。