繼電器的選型和使用

摘 要：文章介紹飛機繼電器的選型和使用。結(jié)合繼電器的性能指標(biāo)和環(huán)境要求，以及飛機的使用要求，講述繼電器在飛機設(shè)計中的應(yīng)用，探討飛機系統(tǒng)正確選用繼電器的解決途徑。

關(guān)鍵詞：飛機；繼電器；選型；使用

前言

在飛機各系統(tǒng)的設(shè)備中，為了獲得配電、控制和信號傳輸?shù)墓δ埽罅渴褂弥鞣N類型的繼電器。

由于繼電器的種類繁多，技術(shù)性能各異，使用環(huán)境條件要求不同，如何恰當(dāng)?shù)倪x擇和使用繼電器，關(guān)系到各系統(tǒng)設(shè)備的正常工作及系統(tǒng)可靠性。

文章闡述了飛機設(shè)計中繼電器的選型方法和使用要求，特殊型號選型經(jīng)總師系統(tǒng)批準(zhǔn)后執(zhí)行。

1 國內(nèi)繼電器生產(chǎn)概況

1.1 繼電器主要生產(chǎn)廠家

（1）航空：315廠、345廠；（2）航天：3412廠、165廠；（3）電子：891廠。

1.2 繼電器的主要型號和品種

我國繼電器航空、航天、機械、電子等行業(yè)目前尚無統(tǒng)一的型號命名方法及標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)將航空、航天系統(tǒng)繼電器型號品種介紹如下：

1.2.1 航空系統(tǒng)繼電器主要型號品種

（1）JKB、JKC、JKX、JY、JL系列 直流電磁繼電器

（2）JSJ、JS、JST系列 延時繼電器

（3）JKM系列 開關(guān)式密封繼電器

（4）JSM系列 三相交流密封繼電器

（5）JLM系列 電流密封繼電器

（6）JZM系列 震動密封繼電器

（7）J系列 平衡力式密封直流電磁繼電器

（8）J系列 密封及平衡力式磁保持繼電器

1.2.2 航天系統(tǒng)繼電器主要型號品種

（1）繼電器命名組成：

（2）類型代號如下：

（3）使用環(huán)境等級見表1：

（4）安裝方式見表2。

（5）失效率見表3。

2 繼電器的選型

2.1 性能要求

2.1.1 電源電壓

（1）繼電器線圈工作電壓范圍應(yīng)符合控制線路電壓；（2）同一主稱不同線圈工作電壓的繼電器用輸入線圈電壓標(biāo)稱值（即規(guī)格參數(shù)）加以區(qū)別。

例 JT1-940微型通用繼電器規(guī)格參數(shù)表（見表4）：

2.1.2 轉(zhuǎn)換觸電負(fù)載性質(zhì)

（1）阻性負(fù)載：按額定負(fù)載100%選型。

（2）直流感性負(fù)載：用控制系統(tǒng)中感性負(fù)載接通或斷開時沖擊電流影響，觸電安全電流按額定負(fù)載25～30%降額選型。

（3）燈負(fù)載：燈負(fù)載冷態(tài)電阻很小，觸電接通瞬間的浪涌電流可達(dá)穩(wěn)態(tài)電流的10-15倍。觸電安全電流按額定負(fù)載10～15%選型。

（4）容性負(fù)載：由于容性負(fù)載在繼電器觸點閉合時其充電電流在10～20ms內(nèi)可達(dá)穩(wěn)定電流的10～15倍。觸點安全電流按額定負(fù)載10～15%降額選型。

2.1.3 轉(zhuǎn)換觸電對數(shù)

接線路同步控制轉(zhuǎn)換觸電對數(shù)選型，轉(zhuǎn)換觸電允許有不同的額定電流值。

例：2JGM-4A 主觸點40A；輔觸點1A。

2.1.4 工作環(huán)境條件

根據(jù)繼電器安裝位置使用環(huán)境條件要求，確定繼電器的環(huán)境等級，詳見表1：繼電器使用環(huán)境條件與等級參照表。特殊情況要求時，可對同一等級產(chǎn)品的使用要求進行篩選。

2.2 安裝要求方式

根據(jù)系統(tǒng)及繼電器盒的安裝要求選擇繼電器的安裝方式。繼電器的安裝方式分為A、B、C、D、E五個類型，見表2。

2.3 失效率

按使用要求選擇失效等級，失效率等級符號及對應(yīng)值見表3。

2.4 壽命（次）

繼電器使用壽命按工作次數(shù)計算。計算要素為每次飛行工作次數(shù)；每年平均飛行架次；飛機使用年限。

2.5 質(zhì)量等級

（1）軍品：按“企業(yè)軍標(biāo)”或“技術(shù)條件”生產(chǎn)，標(biāo)記為J。

（2）“7專”品：按“七專”技術(shù)條件生產(chǎn)，標(biāo)記為G。

3 延時繼電器的選型

3.1 延時繼電器使用環(huán)境等級

3.2 延時繼電器類別

延時繼電器類別按照總規(guī)范分為五類，具體如下：

A類-混合延時繼電器；B類-混合延時繼電器；C類-混合延時繼電器；D類-混合延時繼電器；E類-混合延時繼電器。

3.3 延時時序分類

3.3.1 動作延時型

原理：當(dāng)輸入工作電壓接通時計時開始（延時基準(zhǔn)），延時時間到達(dá)規(guī)定值時，繼電氣輸出接通（動合觸點接通，靜合觸點斷開）并抑制保持接通狀態(tài)，直到輸入工作電壓去除，繼電器恢復(fù)到初始狀態(tài)。

3.3.2 釋放延時（控制端和電源端相互獨立）

原理：輸入工作電壓與控制電壓相互獨立。當(dāng)輸入工作電壓處于接通狀態(tài)，控制端處于初始開斷狀態(tài)時，繼電器輸出觸點處于關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)控制端電壓由去激勵狀態(tài)轉(zhuǎn)換為激勵狀態(tài)時，繼電器輸出轉(zhuǎn)換為接通狀態(tài)（動合觸點接通，靜合觸點斷開）。若控制端電壓始終接通，則繼電器輸出一直保持接通狀態(tài)。當(dāng)控制端電壓由激勵狀態(tài)轉(zhuǎn)換為去激勵狀態(tài)時，延時計時開始（以控制端信號的下降沿作為計時基準(zhǔn)），規(guī)定延時時間到時，繼電器輸出轉(zhuǎn)換為關(guān)斷狀態(tài)。

3.3.3 釋放延時（真實型釋放延時，電源端直接控制，也稱斷電延時）

原理：釋放延時其延時控制是通過內(nèi)部貯能來實現(xiàn)。輸入工作電壓由去激勵轉(zhuǎn)換為激勵狀態(tài)時，繼電器輸出由關(guān)斷轉(zhuǎn)換為接通狀態(tài)；當(dāng)輸入工作電壓由激勵狀態(tài)（根據(jù)不同產(chǎn)品有不同的接通狀態(tài)保持時間要求，也就是說應(yīng)按技術(shù)條件規(guī)定才能滿足內(nèi)部貯能要求，一般為1min）轉(zhuǎn)換為去激勵狀態(tài)，規(guī)定延時計時開始（延時基準(zhǔn)），延時時間到時繼電器輸出由接通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)斷狀態(tài)。

3.3.4 間隔定時

原理：當(dāng)輸入工作電壓接通時計時開始（以輸入工作電壓接通為延時基準(zhǔn)），繼電氣輸出由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換到接通狀態(tài)（從輸入工作電壓開始接通到繼電器觸點動作有一個繼電器激勵轉(zhuǎn)換的過程，這一過程一般保持在20ms以下。），規(guī)定延時時間到時，繼電氣輸出恢復(fù)到關(guān)斷狀態(tài)。

3.3.5 重復(fù)循環(huán)延時

3.3.6 規(guī)定時序

規(guī)定時序由用戶定義輸出狀態(tài)，按用戶輸出狀態(tài)技術(shù)要求執(zhí)行。

3.4 主要技術(shù)參數(shù)

3.4.1 輸入電流——在規(guī)定的環(huán)境溫度下，某一特定輸入電壓時流入延時繼電器輸入回路的電流值。

3.4.2 輸入電壓范圍——在規(guī)定的環(huán)境溫度下，能使延時繼電器正常工作，輸入端允許施加的電壓范圍，一般有額定電壓和允許輸入電壓波動范圍兩個參數(shù)。

3.4.3 再循環(huán)時間

（1）對于動作延時和間隔定時繼電器：為保證新的定時循環(huán)能在規(guī)定的定時容許偏差內(nèi)重新開始，而必須切除輸入端電源的最短時間。換句話說是保證新的定時循環(huán)能在規(guī)定的定時容許偏差內(nèi)兩次測試之間的必須間隔時間。（2）對于釋放延時繼電器：為保證定時循環(huán)能按規(guī)定完成，而必須在輸入或控制端施加電源的最短時間。

3.4.4 延時準(zhǔn)確度——在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)的延時相對誤差值。

3.4.5 反極性——延時繼電器的輸入端所能承受的不會造成永久性損壞的最大反向電壓。

3.4.6 額定輸出電流——在規(guī)定環(huán)境溫度下，延時繼電器能夠承受的最大穩(wěn)態(tài)負(fù)載電流值。

3.4.7 工作溫度——正常工作的環(huán)境溫度范圍。

3.4.8 絕緣電阻——輸入端對輸出端，所有引出端對外殼（底座）加一定直流電壓（如500V，250V）的測試電阻值，為預(yù)防電路損傷，測試時應(yīng)將輸入端短接，輸出端短接后方進行操作。

3.4.9 介質(zhì)耐壓值——輸入端對輸出端，所有引出端對外殼（底座）所能承受的最大電壓值，為預(yù)防電路損傷，測試時應(yīng)將輸入端短接，輸出端短接后方行操作。

4 繼電器的使用

4.1 裝機前檢查

繼電器裝機前必須按其技術(shù)條件進行性能檢查，檢查合格后才能裝機使用。檢查項目具體如下：（1）電壓吸合、釋放、保持值測試；（2）線圈電阻測量；（3）絕緣電阻、耐壓測試；（4）接觸電阻測量；（5）密封性檢查。

4.2 安裝要求

（1）繼電器不得安裝在鐵磁物質(zhì)的安裝板或者繼電器盒上以防繼電器漏磁，造成系統(tǒng)電磁干擾。（2）繼電器與繼電器之間間距不得小于3mm，以防電磁干擾。（3）焊接繼電器引出桿連線時，應(yīng)規(guī)定電烙鐵瓦數(shù)和焊接時間。（4）有極性標(biāo)識的繼電器，線圈正、負(fù)極極按極性要求焊接。

4.3 線圈的瞬態(tài)抑制

由于電磁繼電器的激勵線圈為電感元件，當(dāng)繼電器線圈斷電時，儲存在線圈內(nèi)的反電勢約300～500V，作用到激勵電源回路中去。此反電勢有可能造成微電子器件損傷和線路電磁干擾。

為此在大功率電磁繼電器線圈并聯(lián)瞬態(tài)抑制電路，以消除繼電器線圈斷電時反電勢影響。瞬態(tài)抑制電路有以下幾種形態(tài)供參考（見圖1）。

圖1 瞬態(tài)抑制電路形態(tài)

4.4 觸點的連接方式及降額使用

（1）觸點的并聯(lián)可提高其接通的可靠度

Rr=1-（1-R）n，其中：Rr-并聯(lián)的可靠度；R-每個觸點的可靠度；n-并聯(lián)的觸點數(shù)。

不允許將兩個觸電并聯(lián)起來切換一個大于單個觸電額定負(fù)載（電流）的電路。

（2）觸電串聯(lián)可提高線路斷開的可靠性，但不允許將兩個觸點串聯(lián)起來去切換高于單個觸點額定切換能力（電壓）的電路。

（3）觸點的降額使用。在阻性負(fù)載不變的情況下，繼電器在切換低于自身額定負(fù)載（電壓、電流），可延長其使用壽命。在額定電壓下，切換電流與壽命次數(shù)之間呈指數(shù)關(guān)系。

（4）觸點的低電平信號。繼電器觸點控制低電平信號（毫伏級，微安級信號）時，應(yīng)與制造商協(xié)商，以便采用特殊的設(shè)計、工藝、試驗檢測和篩選措施。低電平繼電器觸點檢測電壓應(yīng)小于30mV，電流應(yīng)小于50μA。

參考文獻

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[2]劉銘光.飛機電器[M].中山大學(xué)出版社，2008，3.

[3]馬述訓(xùn).飛機設(shè)計手冊16.電氣系統(tǒng)設(shè)計[M].航空工業(yè)出版社，1999.

作者簡介：李蓉，女，工程師，畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)自動化專業(yè)，研究方向：飛機電氣系統(tǒng)設(shè)計。