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本文

一般繼電器

GeneralRelay_TG_TW_10_4
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用語說明
  • 繼電器整體
  • 繼電器
    繼電器之設計,是為了在控制該裝置的電氣性輸入迴路符合某條件時,能使單一或複數電氣性輸出迴路產生預定的急劇變化。
    註. 繼電器分成伴隨著機械性動作的機電繼電器(electromechanical relay)與無機械性動作的靜止型繼電器(static relay)兩大類,而原理上則可分成電磁繼電器(electromagnatic relay)、熱繼電器(thermal relay)、壓電繼電器(piezo-electric relay (electrostrictive relay))及無接點繼電器(contactless relay)等。根據IEC的分類,以動作領域或實效上為零的其中一方輸入量進行動作及恢復的繼電器,分類為全有或全無繼電器(all-or-nothing relay),具備規定精度的特性量達到動作值時會執行動作的繼電器分類為測量用繼電器(measuring relay)。

  • 直流繼電器
    設計為利用直流電輸入來執行動作的繼電器。

  • 交流繼電器
    設計為利用交流電輸入來執行動作的繼電器。

  • 有極繼電器
    狀態會隨控制輸入電流極性而異的直流繼電器。
    註. 有單側穩定型、雙側穩定型及中央穩定型。不受控制輸入電流極性影響的繼電器稱做無極繼電器(nonpolarized relay (neutral relay))。

  • 密封型繼電器
    繼電器整體密封於氣密容器內的繼電器。
    註. 一般為金屬對金屬或金屬對玻璃,以熔接或相當的方法進行密封。而封閉型繼電器(enclosed relay)中,也有無需熔接,而是以簡易方式密閉的繼電器,此稱為密閉型繼電器。

  • 鉸鍊型繼電器
    以電磁體的構造來分類,其電樞以支點為中心進行旋轉動作,並透過該動作直接或間接開閉接點的繼電器。
    註. 電樞與鐵心的軸向呈直角進行動作者稱為側向電樞型(side armaturetype),順著軸向動作者稱為對端電樞型(end-on armature type)。

  • 柱塞型繼電器
    以電磁體構造來分類,其電樞於線圈中心部沿著線圈軸進行動作的繼電器。
  • 接點部
  • 接點組成
    接點組成是指接觸機構。
    例如有b接點(斷開接點)、a接點(閉合接點)、c接點(切換接點)等。

  • 接點極數
    接點極數是指接點迴路數量。

  • 接點符號
    各個接觸機構的接點符號如下所示。

 

註. 除了特殊情況外,「繼電器用語解說」與「繼電器共通注意事項」內皆標示JIS的接點符號。

  • 靜止型繼電器
    無機械性動作的設計,是以電子、電磁、光學或其他要素來得到應答的繼電器。
    註. 固態繼電器(solid state relay (SSR))也包含在此分類中。

  • 彎曲型
    此為接點彈簧驅動形式的一種。此形式的接點接觸力來自接觸柱或卡等的按壓力道。

  • 升離型
    此為接點彈簧驅動形式的一種。接觸接點後,卡或接觸柱會離開接點彈簧,是從可動彈簧的預備彎曲等獲得接點接觸力的形式。
    註. 亦有使用線圈彈簧的壓縮等例子。

  • 交叉型接點
    如相互交叉的條狀般的接點形式。

 

  • 雙接點
    相對的接點彈簧中至少一方有開叉,並於各個彈簧前端安裝接點以提高接觸的可靠度。

 

  • 可動接點
    藉由驅動機構或其中一部分來直接驅動的接點。相對的,非直接驅動的接點稱為固定接點(stationary contact)。

  • 靜止接點
    以連續接觸為目的的接點。
    註. 意指端子或接頭等。
    stationary contact有時可用於形容對可動接點而言的固定接點。
  • 閉合接點(常開接點)
    繼電器或開關於平常時為開放狀態,動作時呈閉合狀態的接點組,亦稱為NO接點、A接點或前接點(front contact)。

 

 

  • 斷開接點(常閉接點)
    繼電器或開關於平常時為閉合狀態,動作時則呈開放狀態的接點組。
    亦稱為NC接點、B接點或後接點(back contact)。

 

  • MBM (先斷後合)接點
    (無短路接觸)
    有特定接點動作順序的接點組中,動作時應閉合的接點於閉合前,應斷開之接點會斷開的接點組。亦稱為C接點或切換接點(transfercontact)。

 

  • MBB (先合後斷)接點
    (短路接觸)
    在指定接點動作順序的接點組中,在動作時應斷開的接點斷開前,應閉合的接點會閉合之接點組。亦稱為CI接點或連續接點(continuouscontact)。

 

  • 接點彈簧
    為了於本身的接觸部位施加接觸力的彈簧。

  • 斷開力
    為了斷開接點而對接點產生作用的力道。

  • 斷開速度
    閉合的接點在斷開時的動作速度。

  • 接點間隙
    相對的一組接點在開放狀態下的接點間隔。
    註. 形成接點的二個導體間的最短距離。

  • 淨空間距(空間距離)
    必須相互絕緣的部分彼此間的距離中,已絕緣之兩個裸帶電部位的最短距離。

  • 沿面距離
    彼此須絕緣的部位之間,其中沿著配置於兩個裸帶電部位之間的絕緣物表面的最短距離。

  • 雙投
    具有兩個接觸位置,並且接觸位置各自可閉合個別迴路的接點組。
    相對於此,僅利用一個接觸位置來閉合迴路的接點組稱為單投(single throw)。
  • 擦淨作用
    相對的兩個接點在接觸後執行滑動的動作。透過此動作能有效降低接點表面上生成的皮膜以及灰塵對接點的影響。

  • 額定負載
    此為訂定開閉部(接點)性能的基準值,以接點電壓與接點電流的組合來呈現。

  • 額定通電電流
    可對不開閉接點也不會超出溫度上升限制的連續接點進行通電的電流值(根據JIS C4530)。

  • 最大開關容量
    可開關的負載容量最大值。請設計使用時不會超出此數值的迴路。
    採用AC時以VA標示,採用DC時則以W標示。

  • 故障率
    於個別規定的測試種類及負載下,在連續開閉繼電器時的單位時間(動作次數)內會發生故障的比例。
    此數值會隨著開閉頻率、周圍空氣、期待的信賴性水準而變。實際使用時,請務必於實際的使用條件下進行實機確認。
    本型錄內將此故障率記載為P水準(參考值)。這代表為信賴水準60% (λ60)時的故障程度等級。(JIS C5003)

 

  • 接觸電阻
    接觸電阻是指構成可動片、端子、接點等迴路的導體固有電阻與各接點會接觸的過渡電阻及集中電阻所合成的數值。
    本型錄內記載的接觸電阻值為初始規格值,因此數值的大小並不代表實際使用時的優劣。
    接觸電阻的測量條件,是以下圖所示之降電壓的方法(四端子法),接通下表規定的測量電流。

 

  • 最大接點電壓
    可開關的接點電壓最大值。使用時請絕對勿超出此數值。

  • 最大接點電流
    可開關的接點電流最大值。使用時請絕對勿超出此數值。

  • 跳動
    操作接點的ON或OFF時,接點互相產生接點之間令人困擾的間歇性開關現象。此間歇性開閉現象持續的時間稱為跳動時間。

 

  • 抖振
    被轉為ON的接點因外部原因導致反覆開閉的現象。此現象持續的時間稱為抖振時間。

 

將線圈轉為ON時各部的應答與跳動的關係如下圖所示。

 

  • 黏著
    黏接面發生溶融固著或無機械性咬合卻難以斷開的現象。
    註. 若接點表面硬度較低,則會在接點表面的清潔度較好時容易發生。

  • 融著
    接觸面及其附近因溶融固著而導致難以斷開的現象。
  • 鎖定
    隨著接點的損耗、錯位等變形,其對向的接觸面因機械性咬合而難以斷開的現象。

  • 轉移
    接點接觸面及其附近受到放電或焦耳熱的影響,其中一方的部分接點材料轉移到相對的另一方接點的現象。

註. 因接點之間放電產生的轉移過去稱為大轉移,而判斷無關放電的轉移則稱為小轉移。
此外亦稱做移轉。

  • 陽極電弧
    會將陽極端接點材料轉移至陰極端接點面的電弧。
    註. 一般認為轉移的方向會受到接點材料、迴路條件熱平衡等的影響。

  • 陰極電弧
    會將陰極端接點材料轉移至陽極端接點面的電弧。

  • 檢波效應
    當接點透過接點皮膜進行接觸,而接點電壓超出某個值後,該皮膜會受到電氣性破壞使接觸電阻急劇減少的現象。

  • 黑粉(black powder)
    接點的電氣性開閉動作所產生的碳粉,會附著於接點表面上,是導致活性化的原因。

  • 褐粉(brown powder)
    吸附於接點表面的有機氣體產生反應而生成的褐色或黑褐色粉末狀有機化合物。
註. 主要以白金類的接點,在飄散有某種有機氣體的空氣中進行開閉動作時,會因接點的動作而產生褐粉,是導致接點障害的原因之一。

  • 絕緣破壞
    因對夾住絕緣物的兩電極之間施加的電壓,而突然失去絕緣性的現象。

  • 複合接點
    由2層以上的材料所構成的接點。

  • 包層接點
    以不同種類的金屬包覆而成的接點。

  • 擴散合金接點
    透過擴散處理製作而成的接點。

  • 多層接點
    以鍍層、包層以及其他方法製造之多層構造的接點。

  • 鍍層接點
    接觸面上施有鍍層的接點。

  • 燒結接點
    透過粉末冶金法製作而成的接點。
    註. 有金屬燒結體、複合燒結體等。

  • 突波電流
    流過比接點閉合的瞬間或過渡的穩態更大的電流。

 

  • 線圈部
  • 線圈符號
    線圈的驅動形態如下所示。

 

  • 額定電壓
    繼電器於一般狀態下使用時,施加於操作線圈的標準電壓。(依據JIS C4530)

  • 額定電流
    為了讓繼電器能用於一般用途,制定流過線圈的標準電流(JISC4530)。線圈溫度為+23℃ 時的值。此外,若本文中未特別規定,各機種的額定電流公差為+15%、-20%。

  • 線圈阻抗
    線圈阻抗是指線圈溫度在+23℃ 時線圈端子之間的電阻。
    若本文中未特別規定,各機種的額定電流公差為±15%。(交流規格的線圈阻抗值、及線圈電感為參考值。)

  • 額定消耗電力
    對線圈施加額定電壓時,線圈所消耗的電力(額定電壓×額定電流)。交流規格的額定消耗電力為頻率60Hz時的值。

  • 動作電壓
    能讓繼電器動作的最小電壓。(JIS C5442)線圈溫度為+23℃ 時的值。

  • 復位電壓
    電壓突然下降或逐漸減少時,讓繼電器復位的最大電壓。(JISC5442)
    線圈溫度為+23℃ 時的值。
    (例) MY4 DC型動作電壓、復位電壓的分布如下方圖表所示。
    如圖表所示,動作時設定為可於額定電壓的80%以下執行,復位時則可於10%以上進行復位。
    因此在型錄上也標示為「動作電壓」80%以下、復位電壓10%以上。

 

  • 熱啟動
    指在接點通電的狀態下對線圈連續通電後,一度切斷線圈的通電電流並立即重新開啟的狀態或此時的動作電壓值。
    (線圈電壓、接點電流、環境溫度為條件所設定的值)

  • 最小脈衝寬度
    是指利用閂鎖形繼電器對進行設定及復歸之線圈施加額定施加電壓的最小脈衝寬度。
    但此為環境溫度+23℃ 下對線圈施加額定電壓時的值。

  • 線圈電感(僅記載一般繼電器)
    使用直流繼電器時,加入矩形波並藉由時間常數所求得的值。另外,使用交流繼電器時,為額定頻率下的值。
    各自的動作狀態、復位狀態下的值皆不同。

  • 鐵心(core)
    為了讓磁動勢能在電磁體有效運作而插入線圈的磁性體。
    註. 主要指固定的磁性體,讓整個線圈運動時稱為可動鐵心(moving core)。
    另外,為了能有效利用磁力引力,有時會加裝磁極片(pole piece)。

  • 蔽極線圈
    圍繞交流電磁體的部分磁極,利用與激磁線圈之間相互電感而產生的電流來減緩部分磁通量變化的短路線圈(short circuited coil)。
    可減少可動部分的震動。

  • 電氣性性能
  • 動作時間
    對線圈施加額定電壓的時間點算起,直到接點動作為止的時間。使用多個接點的繼電器時,若無其他規定,則為最慢的接點執行動作為止的時間(JIS C5442)。
    此為線圈溫度在+23℃ 下的值,且不含跳動時間。

 

  • 設定時間(僅限閂鎖型)
    對置位線圈施加額定電壓的時間點算起,直到接點動作為止的時間。使用多個接點的繼電器時,若無其他規定,則為最慢的接點執行動作為止的時間。
    另外,這是線圈溫度在+23℃ 下的值,且不含跳動時間。

 

  • 復位時間
    自線圈切斷額定電壓的時間點算起,至接點復位為止的時間。使用多個接點的繼電器時,若無其他規定,則為最慢的接點復位為止的時間(JIS C5442)。
    若只有a接點十,則為最慢的a接點開路為止的時間。
    此為線圈溫度在+23℃ 下的值,且不含跳動時間。

  • 復歸時間(僅限閂鎖型)
    對復歸線圈施加額定電壓的時間點算起,至接點復位為止的時間。
    若只有a接點十,則為最慢的a接點開路為止的時間。
    使用多個接點的繼電器時,若無其他規定,則為最慢的接點復位為止的時間。
    此為線圈溫度在+23℃ 下的值,且不含跳動時間。

  • 跳動
    繼電器的可動部分(電樞)因鐵心或接點彼此的撞擊所產生的撞擊震動等,導致接點間的間歇性開閉現象。(JIS C5442)

  • 動作跳動時間
    指線圈溫度在+23℃ 下對線圈施加額定電壓時a接點的跳動時間。

  • 復位跳動時間
    指線圈溫度在+23℃下,切斷對線圈施加的額定電壓時b接點的跳動時間。

  • 開閉頻率
    每個單位時間的繼電器操作次數。

  • 絕緣阻抗
    指接點、線圈之間及導電部端子與(如鐵心框、鐵心等)非充電金屬部位之間、或接點彼此之間絕緣部分的電阻。
    此數值為繼電器單體的值,不含電路板的焊墊等。
  1. 線圈-接點之間:線圈端子與所有接點端子之間
  2. 異極接點之間:異極接點端子彼此之間
  3. 同極接點之間:同極接點端子彼此之間
  4. 置位線圈、復歸線圈之間:置位線圈端子與復歸線圈端子之間

  • 耐電壓
    在絕緣的金屬部位之間(尤其是充電金屬)施加電壓達1分鐘也不會產生絕緣破壞的極限值。施加電壓之處與絕緣阻抗相同。
    漏電流(檢測絕緣破壞的電流)通常為1mA。但有時漏電流會選用3mA或10mA。

  • 耐衝擊電壓(耐突波電壓)
    於雷擊等電感負載開閉時,對於所發生的瞬間異常電壓所呈現的耐久性極限值。突波波形若無特別記載時,則依照JIS C5442以1.2×50μs的標準衝擊電壓波形來標示。

 

  • 震動
    分為因運搬或安裝時所產生的較大震動導致特性改變或損壞的規定耐久震動,以及因使用狀態下之震動導致誤動作的規定誤動作震動。

 

  • 衝擊
    分為因運搬或安裝時所產生的較大衝擊導致特性改變或損壞的規定耐久衝擊,以及因使用狀態下的衝擊導致誤動作的規定誤動作衝擊。

  • 機械性耐久性
    指不對接點施加負載,並以規定的開閉頻率進行開閉動作時的耐久性。

  • 電氣使用壽命
    指對接點施加額定負載,並以規定的開閉頻率進行開閉時的耐久性。

  • 熱電動勢
    連接不同種類的金屬的兩端,並且讓接合部位保持不同溫度,此時會有固定方向的電流流過迴路,而促使產生此電流的電動勢稱為熱電動勢。
    若為繼電器,則端子、接觸片、接點的不同金屬會產生熱電動勢。
    若使用繼電器來切換熱電偶,可能會因此熱電動勢而使得實際溫度與測量溫度不同。

  • 高頻絕緣
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指開路狀態下的接點端子之間,以及未連接之端子間的高頻率訊號滲漏程度。

  • 插入損耗(Insertion loss)
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指閉路狀態下的接點端子之間高頻率訊號的衰減量。

  • 回波損耗(Return loss)
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指傳輸路徑所產生的高頻率訊號的反射量。

  • V.S.W.R. 
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指傳輸路徑所產生的電壓駐波比例。
    註.回波損耗與V.S.W.R.換算公式



高頻率特性的測量方法範例

 

  • 高頻率通過電力的最大值
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指可通過閉路狀態下的接點端子之間的高頻率訊號電力的最大值。

  • 高頻率開閉電力的最大值
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指接點可開閉之高頻率訊號電力的最大值。相較於額定負載,其電氣壽命較短。

  • 串音特性
    (僅記載印刷電路板用高頻率繼電器)
    指接點迴路彼此之間的高頻率訊號滲漏的程度。

  • TV額定(UL/CSA)
    TV額定是指UL及CSA規格中評估耐突波電流性能的代表性額定之一,代表繼電器可開閉負載的程度,其中包括突波電流。
    例如電視電源用繼電器必須為取得TV額定的繼電器。
    開閉測試(耐久測試)使用鎢絲燈作為負載,並要求必須耐受總計25,000次的開閉。

 

  • 現象與狀態
  • 閃絡
    因相對的導體之間放電導致短路狀態的現象。
    容易發生在用於中、大電流的接點。

  • 黏著
    指因融著、鎖定、黏著導致接點難以斷開。

  • 接點磨損
    指接點在反覆進行變化動作後,因機械性磨耗等原因導致接點磨損。

  • 接點耗損
    接點在反覆進行開閉動作後,因電氣、熱力、化學性等原因導致耗損。

  • 活性化
    接點表面因污染導致容易產生放電的現象。
    註. 例如在飄散某種有機氣體的環境中,若進行開閉動作的貴金屬接點產生放電,吸附於接點表面的有機氣體會因放電而分解進而產生黑粉(碳素等),導致容易產生放電。

  • 接點皮膜
    指接點的接觸面所生成或吸附的金屬氧化物、硫化物、及其他皮膜,是導致過渡電阻的原因。

  • 邊緣效應
    直接相對的磁極面周邊部分形狀給予磁力特性的效應。

  • 嗡鳴聲
    因交流磁極或未充分平滑化的整流波驅動,導致機械性震動所產生的噪音。

  • 吸收
    動作、恢復電壓(或電流)的測量或測試時,接通操作線圈的飽和電流(saturation current),藉由磁紀錄的影響來排除差異。
    註. 此接通的電流稱為吸收電流(soak current)。

  • 動作形態
  • 單接點(標準型)
    接點會配合線圈的無激磁或激磁進行切換,除此之外的動作要素上不具備特殊功能的繼電器。

 

  • 雙繞組閂鎖型
    具備置位線圈與復歸線圈,是可保持設定狀態或復歸狀態的閂鎖構造繼電器。

 

  • 單繞組閂鎖型
    以一個線圈即可因應施加的電壓極性,進行設定或復歸狀態的切換與保持的閂鎖構造繼電器。

 

  • 步進型(僅記載一般繼電器)
    每輸入1脈衝,就會有多個接點會依序切換ON、OFF的繼電器。

  • 棘輪型(僅記載一般繼電器)
    步進型的一種,其線圈每輸入1脈衝,接點就會交替ON/OFF的繼電器。

  • 外觀/形狀
  • 外觀尺寸
    印刷電路板用繼電器
    僅限以小體積為特徵的繼電器,一併記載最大尺寸與*符號( )值的平均尺寸作為設計的標準。

 

一般繼電器
明記最大尺寸作為設計的標準。

註. 所有外觀尺寸圖、印刷電路板加工尺寸圖、端子配置/內部接線圖中,方向指示標記皆畫在左側。
此外,為了配合外殼標示的符號,並未採用JIS的接點符號。

  • 方向指示標記
    主要於印刷電路板用繼電器上標示代表線圈方向的標記。設計印刷電路板的圖面設計時,或實際安裝電路板時,讓繼電器線圈方向更容易判讀。
  • 端子配置/內部連接

①TOP VIEW
如下圖所示,僅限從上面可看見端子排列的繼電器構造,內部接線圖是以TOP VIEW來記載。

 

②BOTTOM VIEW
如下圖所示,僅限從上面無法看見端子的繼電器構造,內部接線圖是以BOTTOM VIEW來記載。

 

③BOTTOM VIEW的旋轉方向
印刷電路板用繼電器,標示為線圈朝左側(方向指示符號朝左側)隨箭頭方向轉動時的端子排列。