作者@@：贸泽电子@@@@ Mark Patrick
为工业@@应用选择合适的@@继电器@@需要深思熟虑@@。选择这些产品的@@常用考虑因素包括检查所需的@@电压和@@电流@@，以及继电器@@最大可用空间@@等方面@@，而且要注意任何特定组件的@@间隔距离@@。其它一些更复杂的@@考虑因素还包括是否有适用于该@@具体应用的@@安全标准@@@@。本文将讨论设计工程师在开发工业@@和@@商业应用以及选择合适的@@继电器@@时所需要面临的@@要求和@@挑战@@。
在继电器@@选择过程中@@，工程师需要认真审查两个技术@@方面@@。首先@@，本文将重点介绍浪涌电流峰值如何会严重损坏继电器@@触点@@@@，使其无法再正常工作@@。这种故障突出表明需要遵守电梯@@、工业@@切割机和@@铁路信号等设备@@的@@安全标准@@@@。第二个主题则涉及空间@@受限的@@环境@@，例如@@工业@@控制@@柜@@，需要匹配足够的@@可用空间@@来安装所需数量的@@继电器@@@@。
为电气要求苛刻的@@环境选择继电器@@@@
在过去十年中@@，工业@@制造格局经历了快速转型@@。以提高@@整体运营效率为重点@@，工业@@ 4.0 和@@工业@@物联网@@@@ (IIoT) 等产业趋势推动了对工业@@自动化设备@@和@@系统的@@需求增长@@。
工业@@系统需要一种有效的@@方法从低压接口来控制@@到@@设备@@的@@高功率轨@@，电磁继电器@@提供了一种实现此类动作的@@有效方法@@，并且通常@@可用一个@@信号打开或@@关闭多组触点@@@@。虽然这种不起眼的@@继电器@@可以提供简单且低成本的@@解决方案@@，但在某些情况下@@，受控设备@@可能需要满足严格的@@功能安全要求@@。例如@@，液压机操作员必须@@ 100% 确定仅在得到@@指示时才进行操作@@。IEC 61508 及其工业@@设备@@衍生标准@@等功能安全标准@@规定了保护设备@@用户和@@防止设备@@损坏所需的@@安全完整性等级@@ (SIL)。另一项安全标准@@@@ IEC 61810-3（以前称为@@ EN 50205）明确适用于针对安全和@@自我监控控制@@应用的@@继电器@@@@。
应对浪涌电流@@
浪涌电流可能会对任何电气开关设备@@造成损坏@@，例如@@开关@@、接触器@@（contactors）和@@继电器@@等@@。当施加到@@负载的@@电源电压过高导致出现过大电流时@@，就会出现浪涌电流@@。电机和@@变压器等感性负载以及储能设备@@等容性负载特别容易出现高浪涌电流@@，其幅度可能高出平均稳态电流的@@四十倍@@。在继电器@@中@@，突然的@@浪涌电流可能会在继电器@@触点@@之间产生瞬时电弧@@，从而导致它们被焊接在一起@@。继电器@@可能表明上看起来仍按预期的@@那样运行@@，但其关断负载电源的@@能力已经受到@@损害@@。
有几种方法可以减少浪涌电流@@。其中包括缓慢增大施加到@@负载的@@电压或@@使用零交叉开关@@ (ZCS)，例如@@固态继电器@@@@ (SSR)。 ZCS 通过检测交流电源电压在正负峰值@@（零交叉点@@）何时变为零@@，此时电流也为零@@。一旦发生过零@@（zero-crossing），继电器@@可以打开或@@关闭负载@@。
不幸的@@是@@，高电感性负载的@@本质是最大电流点可能大大滞后于电压峰值@@，会使零电压和@@零电流出现的@@时间产生错位@@。因此@@，过零开关和@@固态继电器@@@@（ZCS/SSR）方法可能会导致开关大电流@@。此外@@，众所周知@@，ZCS/SSR 是目前所用开关方法中造成破坏性和@@有害电磁干扰@@ (EMI) 的@@潜在来源@@@@，要实现@@ ZCS/SSR 功能安全的@@合规性@@，需要对半导体电路进行复杂的@@监控@@。
力引导继电器@@@@
可靠和@@安全地开关电路的@@最可行和@@最简单方法是使用力引导继电器@@@@@@ (FGR)，这些继电器@@需要遵从之前强调的@@@@ IEC 61810-3 标准@@。力引导继电器@@@@使用的@@构造方法能够确保常开@@（make/NO）触点@@不能呈现与常闭@@（break/NC）触点@@相同的@@状态@@。如果继电器@@内发生触点@@焊接或@@其他潜在故障@@，触点@@的@@强制移动会与故障触点@@保持@@ 0.5mm 的@@指定最小距离@@。
图@@ 1：来自@@ TE Connectivity 的@@ FGR 触点@@的@@特写照片@@。
图@@ 1 为一组力引导继电器@@@@触点@@构造方法的@@特写照片@@。
TE Connectivity 的@@ SCHRACK 力引导继电器@@@@产品组合@@可用于安全相关应用@@，其中包括安全联锁@@、紧急停止开关和@@机器人控制@@系统等@@。除了工业@@应用之外@@，FGR也可应用于各种控制@@系统@@，包括电梯门控制@@@@、铁路信号系统和@@医疗诊断设备@@等@@。
SCHRACK 产品系列@@@@具有多种灵活的@@设计选项@@，例如@@可提供多种触点@@配置@@、不同的@@触点@@电镀选项以及各种引脚布局@@，以实现更高的@@额定电压@@。标准@@和@@敏感线圈选项则能够提供更长的@@使用寿命@@，以及更加优化和@@改进的@@散热曲线@@。
图@@ 2 突出显示了@@ SCHRACK FGR 产品系列@@@@，其中包括从@@ 2 极的@@@@SR2M 系列@@到@@@@ 7极的@@@@SRL7 系列@@。
图@@ 2：TE Connectivity SCHRACK 力引导继电器@@@@产品组合@@。（来源@@：TE Connectivity SCHRACK）
力引导继电器@@@@的@@一个@@典型例子是@@SCHRACK SR2M 。该@@2 极继电器@@符合@@ EN61810-3（以前称为@@ EN50205）标准@@，并在两极之间加强了绝缘@@。开关触点@@的@@额定电压为@@ 250VAC，最大为@@ 400VAC，额定开关电流为@@6A。所用触点@@材料为银镍@@ (AgNi)。触点@@布置为@@ 1 Form A (SPST-NO) 和@@ 1 Form B (SPST-NC)。继电器@@线圈的@@工作电压取决于型号@@，能够涵盖从@@ 5VDC 到@@ 110VDC 的@@所有流行标称电压@@。它能够以插件或@@焊接引脚格式提供@@。SR2M 的@@典型应用包括紧急关闭@@、液压机控制@@@@、电梯和@@自动扶梯控制@@以及安全监控等@@。
力引导继电器@@@@的@@另一个@@示例是四极@@ SCHRACK SR4D/M，该@@继电器@@可提供@@3 Form A和@@1 Form B触点@@3 NO + 1 NC 或@@者@@ 2 Form A + 2 Form B 触点@@2 NO + 2 NC。触点@@材料为银氧化锡@@ (AgSnO2)，每个触点@@的@@额定电流为@@@@ 8A。
用于空间@@受限工业@@应用的@@@@ FGR
大多数工业@@生产设备@@由控制@@柜内@@DIN导轨安装过程逻辑控制@@器@@ (PLC) 控制@@。随着机械设备@@变得更加复杂和@@设备@@功能密度增加@@，工厂的@@占地面积变得非常宝贵@@。通常@@，工程师仅限于每套生产设施使用一个@@控制@@柜@@，从而对控制@@设备@@的@@使用有严格限制@@。现代工业@@控制@@器需要提供高密度功能@@，需要在给定空间@@实现更多功能@@，但这种方法也需要将散热保持在最低限度@@。
一个@@ DIN 导轨安装力引导继电器@@@@的@@例子是紧凑型@@SCHRACK XT。SCHRACK XT 可提供单极或@@两极型号@@，额定电流为@@ 16A (1P) 或@@ 8A (2P)。力引导继电器@@@@可以与@@ 24VDC 线圈或@@@@ 24VAC、115VAC 或@@ 230VAC 线圈一起订购@@。
保持工业@@电气系统安全运行@@
对于我们日常生活的@@方方面面@@，遵守适用的@@安全标准@@对保证任何人身安全都至关重要@@，尤其是存在机械和@@工艺设备@@潜在安全隐患的@@工业@@过程@@。功能安全标准@@规定了评估和@@确定风险的@@总体框架@@，对于继电器@@@@，IEC 61810-3 规范指定了将力引导继电器@@@@用于安全控制@@应用@@。
为了保护生命安全@@，TE Connectivity SCHRACK 产品系列@@@@中的@@力引导继电器@@@@对于任何与安全相关的@@应用来说都必不可少@@。