物联网中高稳定性继电器方案_电磁继电器
物联网中高稳定性继电器方案_电磁继电器
在物联网系统中，电磁继电器因其独特的电气控制特性和广泛的应用价值而成为不可或缺的重要组件。本文将详细介绍电磁继电器的定义、结构原理、选型要素以及国内主要供应商的产品信息，帮助读者更好地理解和应用这一关键技术。
物联网系统中为什么要使用电磁继电器
物联网系统中使用电磁继电器的原因主要基于其独特的电气控制特性和在物联网场景中的广泛应用价值。以下是详细的原因分析：
电气控制特性
电磁原理实现控制：电磁继电器利用电磁铁产生的磁场来驱动触点的开闭，从而实现对电路的控制和保护。这种控制方式简单可靠，且响应速度快，非常适合物联网系统中对设备快速、准确的控制需求。
隔离功能：电磁继电器在输入部分和输出部分之间具有隔离功能，能够有效防止电路之间的相互影响和干扰，提高系统的稳定性和安全性。
负载能力强：电磁继电器能够控制较大功率的电路，满足物联网系统中对大功率设备控制的需求。
物联网场景应用价值
远程控制与管理：在物联网系统中，电磁继电器可以通过网络远程控制设备的开关状态，实现对设备的远程管理。这种功能在智能家居、工业自动化等领域具有广泛应用，能够极大地方便用户的使用和提高工作效率。
自动化控制：电磁继电器可以与传感器、微处理器等元件结合，实现自动化控制。在物联网系统中，通过预设的控制逻辑和算法，电磁继电器能够自动根据环境变化或设备状态调整电路状态，实现智能化控制。
安全保护：电磁继电器在电路中还具有安全保护的作用。当电路中出现过载、短路等异常情况时，电磁继电器能够迅速切断电源，保护设备和系统的安全。
适应性与灵活性
多种应用场景：电磁继电器适用于各种物联网场景，如智能家居、工业自动化、农业温室等。其广泛的应用范围使得物联网系统能够更加灵活地应对不同领域的需求。
易于集成：电磁继电器通常具有标准的接口和通信协议，易于与其他物联网设备或系统进行集成。这使得在物联网系统中部署电磁继电器变得简单快捷。
综上所述，物联网系统中使用电磁继电器的原因主要包括其电气控制特性、物联网场景应用价值以及适应性与灵活性等方面。这些因素共同使得电磁继电器成为物联网系统中不可或缺的重要组成部分。
继电器定义
继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。电磁继电器是最常用的继电器之一。
电磁式继电器结构及原理
电磁继电器的结构如下：
如上图所示，电磁继电器主要由线圈、磁路、衔铁、反力弹簧和触点组成。各部分的作用如下：
衔铁和线圈：线圈通电产生电流，电流在线圈中产生磁场（使线圈具有磁性），电磁铁吸附衔铁，衔铁动作导致触点变化。这一过程实现了“小电流-磁-机械-大电流”的转换。
反力弹簧：为衔铁提供动作相反的斥力，当线圈断电时能够帮助触点复位。
电磁式继电器选型要素
在选择电磁继电器时，需要考虑以下几个关键要素：
触点类型
触点一般分为以下几种类型：
- 动合型（常开触点，NO，H）
- 动断型（常闭触点，NC，D）
- 转换触点（CO，Z）
关于触点较为关键的参数是触点容量，这需要区分工作电路中的负载是直流负载还是交流负载。
触点容量：指触点的输出量，即触点允许的电流量，是继电器选型的关键参数，与开关电压有较大关联。
交流负载：无需计算负载容量，因为交流信号存在过零电压，电弧无法长时间维持而熄灭。
直流负载：需要考虑开关电压，容量计算为（开关电压×开关电流）。直流负载在导通和关断时会产生拉弧损耗，需要特别注意。
负载类型
负载类型对继电器的选型有重要影响：
阻性负载：一般具有加热功能，波形稳定，选型时只要不超过继电器的额定负载即可。
感性负载（如电脑、电视）：接通电源时会产生较大的浪涌电流，断开时会产生较高的反向电压。建议工作稳定电流不超过继电器额定负载的30%。
电机负载：启动瞬间有较大的浪涌电流（一般是稳态电流的3-5倍，且浪涌电流持续时间较长）。堵转时负载电流变大，更容易发生粘连。选型时电机负载稳态电流不超过继电器额定负载的35%。
此外，还需要考虑控制部分的影响。继电器线圈部分是感性元件，开关关断瞬间会产生自感电动势，需要短时间内释放能量。因此，建议安装反浪涌吸收装置，如压敏电阻。
性能要素
在使用继电器时，需要关注以下几个关键电压参数：
吸合电压：指当给继电器施加线圈电压且逐渐增加时，常开触点导通时的电压。建议继电器选型时工作电压要大于吸合电压并留有余量。
线圈保持电压：继电器动作后，保持电压应该高于继电器70%的额定电压，以减小产品震动时的误动作风险。
线圈最大工作电压：长期加在线圈上的电压，应该小于130%的额定电压。高温条件下使用，会造成线圈温度过高，增加绝缘件的损耗。
反峰电压：由于线圈是感性元件，在回路断开时会产生感应电动势，导致开关两侧有非常大的反向电压。关断速度越快，反向电压越高。
此外，还需要关注以下参数（具体以选型手册为准）：
- 负载电流
- 负载电压
- 触点数量
- 动作次数
国内厂商
供应商A：三友联众集团股份有限公司
- 产品能力
主推型号1：SJ-M（5A）系列
触点材料：银合金
接触电阻：50mΩ Max.
吸合时间：10msec. Max.
释放时间：5msec. Max.
绝缘电阻：1,000MΩ Min.(DC500V)
介质耐压
触点与触点间：AC1,000V，50/60Hz 1min.
触点与线圈间：AC4,000V，50/60Hz 1min.
抗振动
耐久：10～55Hz，双振幅 1.5 mm
误动作：10～55Hz，双振幅 1.5 mm
抗冲击
耐久：100GMin
误动作：10GMin
寿命
机械寿命(每小时10,800次)：10,000,000次
电气寿命(每小时1,800次)：100,000次
环境温度：-40℃～+105℃(不冷凝)
重量：约5.6g
- 支撑
- 技术资料：SJ-M(5A)-系列.PDF
供应商B：厦门宏发电声股份有限公司
- 产品能力
选型手册
主推型号1：HFD4/3
第三代高绝缘信号继电器具有两组常开、两组转换触点形式
高触点切换能力：10mA 1000VDC/1500VDC
可提供表面贴装型
单稳态和磁保持型产品可供选择
线圈与触点间抗冲击电压：6KV(10/700us)
满足ITU-T K.21法规要求两组常开触点串联，触点间隙>1.5mm符合IEC62776-1要求
性能参数
绝缘电阻：1000MQ(500VDC)
断开触点间：1500VAC 1min
动作时间(额定电压下)：3ms
释放(复归)时间(额定电压下)：3ms
温度范围：-40C-85C
湿度：5%-85% RH
振动：10Hz~55Hz 3.3mm 双振幅
稳定性：735m/s
强度：980m/s
引出端方式：SMD
重量：0.8g
封装方式：塑封型
- 支撑
- 技术资料：C190593_C78D568AD612E1D8EA4C5806717C8D28.pdf