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(陜西群力電工有限責(zé)任公司，陜西寶雞，721300)

1　引言

在當(dāng)今世界，航天、航空、武器裝備兩個大國，一是美國，技術(shù)水平最先進(jìn)，二是俄羅斯，其技術(shù)水平先進(jìn)、工作可靠及結(jié)實(shí)耐用等特點(diǎn)著稱于世，技術(shù)和性能水平也屬國際一流。所以俄羅斯電磁繼電器國家標(biāo)準(zhǔn)是一部項(xiàng)目完整、要求非常嚴(yán)格和全面的標(biāo)準(zhǔn)，對電磁繼電器的研發(fā)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、檢測、使用、維修、貯存等多方面，提供了完善的技術(shù)基礎(chǔ)保障。另外俄羅斯還出版和發(fā)行一些與標(biāo)準(zhǔn)配套使用的相關(guān)手冊和資料，國內(nèi)在1999年原中國航空工業(yè)總公司的領(lǐng)導(dǎo)下，由中國航空機(jī)載設(shè)備北京中興高技術(shù)公司組織有關(guān)專家編寫了《俄中西電子元器件對照手冊》，書中包括二極管、三極管、半導(dǎo)體集成電路、繼電器、接插件電容器等五個專業(yè)門類，該書主要列出了俄羅斯電子元器件的名稱、型號、主要技術(shù)參數(shù)、簡要說明、外形圖、接口尺寸及國內(nèi)替代產(chǎn)品型號和生產(chǎn)廠家等，其中繼電器主要有25個電磁繼電器和1個干簧繼電器。依據(jù)這些工具圖書可以很快的確定設(shè)計(jì)方案采用什么類型繼電器并選擇最合適的繼電器，做到了事半功倍的原則。

2　電磁繼電器主要使用參數(shù)

為了確定電磁繼電器正常工作能力和評定電磁繼電器的適應(yīng)性及應(yīng)用范圍，必須了解其主要參數(shù)。電磁繼電器的基本使用參數(shù)按下述規(guī)定。

2.1　電氣特性

靈敏度、工作電流(電壓)、吸合電流(電壓)、釋放電流(電壓)、線圈電阻、觸點(diǎn)電路電阻(接觸電阻)、切換能力、電氣絕緣、負(fù)載類型、轉(zhuǎn)換(循環(huán))次數(shù)、耐久性(壽命)。

2.2　時間參數(shù)

吸合時間、釋放時間、觸點(diǎn)回跳時間。

2.3　高頻繼電器

觸點(diǎn)間分布電容、波阻、行波或駐波系數(shù)(電壓駐波比)、轉(zhuǎn)換功率、承載功率、轉(zhuǎn)換信號次數(shù)。

2.4　參數(shù)的定義和說明

靈敏度：當(dāng)電磁繼電器線圈輸入一定的功率值時，電磁繼電器的吸合能力。通常靈敏度定義為吸合磁動勢(МДС)。在與其不同型號繼電器相比較時，而這些不同型號的電磁繼電器又被同樣選用在設(shè)備儀器上時，那些吸合磁動勢值最小的電磁繼電器應(yīng)認(rèn)為是最靈敏的。為使電磁繼電器銜鐵可靠的驅(qū)動所有觸點(diǎn)組接通(斷開)，具體型號電磁繼電器的磁動勢(МДС)值應(yīng)永久恒定和足夠的。靈敏度特性是給電磁繼電器線圈輸入足夠使銜鐵運(yùn)動并驅(qū)動觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換的最小功率Pcp。吸合功率-非恒定值，它取決于電磁繼電器線圈的繞組數(shù)據(jù)和外界因素的影響。

極化電磁繼電器與中性電磁繼電器相比較具有較高靈敏度，較大的放大系數(shù)，較小的吸合時間。極化電磁繼電器具有較高靈敏度是由于輔助能量(永久磁鋼)的引入，增加了磁動勢和銜鐵相對低的運(yùn)動速度，以及較小的觸點(diǎn)壓力。

靈敏度作為技術(shù)文件中的參數(shù)，在周圍環(huán)境溫度確定條件下，不能按吸合電流和線圈電阻計(jì)算和確定：

(1)

RΟδΜ-線圈電阻，Ω。

吸合電流(電壓)是制造和應(yīng)用過程的各種不同類型測試中以檢查和調(diào)整電磁繼電器并不是工作參數(shù)。

線圈工作電流(電壓)在氣候和機(jī)械因素影響下并在保證電磁繼電器工作能力范圍的條件下，以額定值正負(fù)公差的形式在技術(shù)文件中規(guī)定。工作電流(電壓)的上限值不能超過其流經(jīng)繞組所產(chǎn)生的固有溫升值。工作電流(電壓)的下限值取決于最小安全系數(shù)，并能保證必需的吸合時間，以及當(dāng)電源電壓下降和由于繞組通電發(fā)熱而電阻增加時，能確保電磁繼電器可靠地工作。

對密封電磁繼電器而言，工作電流(電壓)上限值通常應(yīng)限制在密封后容許升高的溫度。

吸合電流(電壓)當(dāng)供給線圈最小電流(電壓)時，確定電磁繼電器的靈敏度和表示其特征值。在這樣電流(電壓)條件下，電磁繼電器應(yīng)能正常的吸合，也就是能轉(zhuǎn)換所有觸點(diǎn)。為了保持電磁繼電器的這種狀態(tài)，必須輸入工作電流(電壓)到線圈上。

在機(jī)械和氣候因素的持續(xù)影響下，對每一型號的電磁繼電器輸入正常條件下的吸合電流(電壓)值，在貯存過程中可能損失電磁繼電器靈敏度，所以吸合電流(電壓)可以稍高于額定值。

吸合電流(電壓)乃是電磁繼電器檢驗(yàn)控制參數(shù)，用以表明電磁繼電器調(diào)整的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)零件的穩(wěn)定性。

釋放電流(電壓)無論是正常條件下，還是各種不穩(wěn)定因素影響的條件下適用的釋放電流(電壓)值同吸合電流(電壓)一樣都應(yīng)在技術(shù)文件中規(guī)定。

當(dāng)線圈上電流(電壓)下降到銜鐵復(fù)位時的數(shù)值時，電磁繼電器釋放(觸點(diǎn)恢復(fù)到原始狀態(tài))。電磁繼電器敏感度的最佳指示以最大電流來表示，在此電流下，銜鐵恢復(fù)到原始狀態(tài)。

釋放電流ΙΟΤΠ與吸合電流ΙCP比值稱為返回系ΚΒΟЗ，各種不同結(jié)構(gòu)的ΚΒΟЗ值在0.1到0.98很寬的范圍內(nèi)變動。產(chǎn)生磁通的電磁力特性曲線和反作用彈簧的反力特性曲線接近，運(yùn)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸上的摩擦系數(shù)減小乃是返回系數(shù)增加的主要條件。

由于運(yùn)動系統(tǒng)行程的減小，同樣也可改善返回系數(shù)ΚΒΟЗ，電磁力和反作用彈簧力的特性曲線應(yīng)在選擇最好的重合條件下達(dá)到相接近。

線圈電阻在周圍環(huán)境溫度θ=20℃條件下，電磁繼電器線圈帶公差的有效直流電阻值是電磁繼電器自身特性，在任何其他溫度下的線圈電阻RΟδΜ(Ω)按下列公式確定

RΟδΜ=RΟ[1+α(θ-θ0)]

(1-2)

這里，RΟ-在初始溫度θ0條件下的線圈電阻，Ω；α=1/(235+θ)-銅電阻溫度系數(shù)，1/℃；在θ0=20℃時，α值=0.00392 1/℃；θ-周圍環(huán)境工作溫度，℃。

觸點(diǎn)電路電阻(含接觸電阻)由表面接觸電阻和觸點(diǎn)電路件(簧片或彈簧、導(dǎo)線)電阻組成。實(shí)際上測量電磁繼電器的表面接觸電阻非常困難，所以接觸電阻值應(yīng)根據(jù)觸點(diǎn)所有電路電阻來確定。

對于表面非常潔凈觸點(diǎn)接觸電阻其也會受到很多因素的影響，無論是供貨期間，還是在使用過程中可能在很大的范圍內(nèi)發(fā)生變化。

觸點(diǎn)表面的污染是由于觸點(diǎn)與觸點(diǎn)之間本身壓力的下降和觸點(diǎn)溫度升高的結(jié)果所引起。在技術(shù)文件中一般指明交貨期間觸點(diǎn)電路電阻的額定值，根據(jù)這些評定電磁繼電器觸點(diǎn)質(zhì)量。

觸點(diǎn)電路電阻采用伏安法進(jìn)行測量或者采用其他方法即在斷開觸點(diǎn)間電壓為(6±1)V，誤差為±15%的直流或頻率達(dá)10kHz的交流電進(jìn)行測量。在這種情況下，對于負(fù)載電流等于和大于100mA的電磁繼電器來說，流過閉合觸點(diǎn)的電流是(100±10)mA。電磁繼電器轉(zhuǎn)換負(fù)載的電壓不超過200 mV時，其觸點(diǎn)電路電阻的檢查在電壓(30±5)mV下進(jìn)行，在此情況下，流過閉合觸點(diǎn)的電流應(yīng)不大于10mA。

切換能力，電磁繼電器觸點(diǎn)的切換能力是以切換功率值來表征的。在此情況下，觸點(diǎn)完成規(guī)定的轉(zhuǎn)換次數(shù)。

應(yīng)注意，切換功率值主要取決于觸點(diǎn)的電氣腐蝕。腐蝕基本上是在電流大于100mA的條件下出現(xiàn)。當(dāng)電流小于這個值時，電氣腐蝕一般不會發(fā)生，而此時對電磁繼電器工作能力的主要影響則表現(xiàn)為觸點(diǎn)和運(yùn)動系統(tǒng)的機(jī)械磨損。

3　擾動因素對繼電器工作力的影響

可靠性是評定電磁繼電器在設(shè)備上工作能力的主要標(biāo)準(zhǔn)。電磁繼電器可靠性取決于在技術(shù)文件規(guī)定條件下，電磁繼電器在規(guī)定的運(yùn)行時間的區(qū)間內(nèi)無故障工作能力。

影響電磁繼電器可靠性的因素分為內(nèi)因和外因。觸點(diǎn)電負(fù)載、線圈電源情況、觸點(diǎn)瞬變阻抗、電磁繼電器絕緣電阻等屬于內(nèi)因；機(jī)械和氣候影響、周圍環(huán)境大氣壓力、霉菌和海霧、特殊因素等屬于外因。

4　供應(yīng)方保證

制造廠供應(yīng)的電磁繼電器應(yīng)有明顯的標(biāo)記，指明制造年、日，批號和驗(yàn)收印記。電磁繼電器應(yīng)按文件要求的專用包裝材料包裝，電磁繼電器制造廠的包裝箱允許使用任何類型的運(yùn)輸工具，對任何距離進(jìn)行運(yùn)輸時，在這種情況下，建議對裝有電磁繼電器的包裝箱進(jìn)行保護(hù)，使其免遭機(jī)械和大氣壓下降的影響。電磁繼電器的包裝不允許其在包裝箱內(nèi)移動，以免導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞。

5　使用說明

俄羅斯國內(nèi)電磁繼電器資料或手冊敘述順序一般為：電磁繼電器用途、可靠性要求、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、包括自身外形圖和安裝固定裝置標(biāo)記、技術(shù)特性、自身特性、耐磨性(壽命)等等。

在其附件中還列出停用的電磁繼電器品種和建議替換的電磁繼電器清單。

列在電磁繼電器自身特性內(nèi)的線圈電阻用誤差為±2.5%的儀器測量。接觸電阻值按ГОСТ16121-86《電磁繼電器通用技術(shù)條件》規(guī)定，在直流條件下用伏安法測量，其誤差±15%。

對多線圈極化電磁繼電器來說，工作電流是指第一線圈，其它線圈的工作電流由下列關(guān)系式確定：

Iрабх=Iраб1W1/ Wх

(1-3)

這里Iрабх-被測線圈的工作電流；Iраб1-第一線圈工作電流；W1-第一線圈的圈數(shù)；Wх-被測線圈的圈數(shù)。

電磁繼電器資料或手冊中的術(shù)語的說明，物理量單位列在СΤ СЭВ1052-78對應(yīng)關(guān)系中，大氣壓為Рa，Рa等于1N力的壓力，其力垂直均勻分布于面積為1m2的表面上。為了換算大氣壓，可應(yīng)用這樣規(guī)則：1mmHg=133.3Рa。

6　國內(nèi)電磁繼電器選用

6.1　基本內(nèi)容和要求

國內(nèi)目前電磁繼電器的選用的基本內(nèi)容主要采用國家軍用標(biāo)準(zhǔn)(等同采用美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL)、國家標(biāo)準(zhǔn)(等同采用國際電工委員會IEC)、相關(guān)出版社出版的圖書及各產(chǎn)生廠家的產(chǎn)品樣本，它們所涉及的內(nèi)容各自都側(cè)重不同，比如電磁繼電器的基本要求、檢驗(yàn)要求、鑒定檢驗(yàn)、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)、合格資格的保持、檢查和試驗(yàn)方法、交貨準(zhǔn)備、說明事項(xiàng)等，均在國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中都有具體規(guī)定。

6.2　名詞和術(shù)語

電磁繼電器的名詞和術(shù)語及參數(shù)的定義按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2900.63-2003 《電工術(shù)語 基礎(chǔ)繼電器》(等同采用IEC60050-444：2002.標(biāo)準(zhǔn))執(zhí)行，另外國家軍用標(biāo)準(zhǔn)中也有一些名詞和術(shù)語的定義。從主要名詞和術(shù)語上來看，我們定義和俄羅斯有較大的差異，因?yàn)槲覀兠~和術(shù)語是采用國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)或美國軍用標(biāo)準(zhǔn)的定義。在分類形式與俄羅斯的分類形式有差異，這也充分體現(xiàn)美歐標(biāo)準(zhǔn)體系與俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)體系的巨大差異。

6.3　選用要求

6.3.1一般要求

國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB/Z128-2000《宇航用電子元器件選用指南 繼電器》，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了宇航用電磁繼電器、固體繼電器、延時繼電器、恒溫繼電器選擇和應(yīng)用的原則及要求。標(biāo)準(zhǔn)主要引用國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MI-STD-1346C。標(biāo)準(zhǔn)中涉及了宇航使用內(nèi)容包括電磁繼電器的一般要求、電磁繼電器分類、電磁繼電器軍用零件號、電子系統(tǒng)和航天系統(tǒng)的型號命名方法及標(biāo)志方法、選擇的一般要求、環(huán)境性能、降額和冗余及電磁繼電器熱設(shè)計(jì)、可靠性、電磁兼容、特殊環(huán)境適應(yīng)性等。

6.3.2選擇和應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)給出了電磁繼電器的基本功能、應(yīng)用類型、觸點(diǎn)組合形式及代號、失效率等級及代號、質(zhì)量等級符號及質(zhì)量系數(shù)πQ值、選用原則和要求及步驟、輸入?yún)?shù)選擇、輸出參數(shù)選擇、環(huán)境參數(shù)選擇、觸點(diǎn)類型和參數(shù)選擇、工作狀態(tài)選擇、外形尺寸和重量選擇、安裝位置和安裝方式選擇封裝形式選擇、電磁兼容性和輻射選擇、可靠性篩選和降額及失效模式分布等。

6.3.3包裝和貯存

2000年以后航天用戶提出宇航級產(chǎn)品的進(jìn)一步相關(guān)要求，但是不同的用戶提出的要求存在一定的差異，目前未見到統(tǒng)一的規(guī)范要求。包括電磁繼電器的包裝和運(yùn)輸及貯存，俄羅斯規(guī)定的非常詳細(xì)，而國內(nèi)的國軍標(biāo)、國標(biāo)、行業(yè)軍標(biāo)及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)都沒有如此詳細(xì)，特別是對貯存期和貯存壽命沒有規(guī)定。只有航天用戶有明確的規(guī)定，但是沒有規(guī)定詳細(xì)的實(shí)施要求。

6.3.4其它

另外一個選用指南主要來源是采用1985年由原電子工業(yè)部繼電器專業(yè)情報(bào)網(wǎng)編譯和出版的《工程師繼電器手冊》，該書是在全美繼電器制造商協(xié)會主編的“工程師繼電器手冊”基礎(chǔ)上編譯，手冊主要收入了美國統(tǒng)一制訂的繼電器名詞術(shù)語和測試程序，摘編了美國繼電器軍用標(biāo)準(zhǔn)和國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了各類繼電器及其在軍事和工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用，以及使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。該書新版本為2006年出版，新版本延續(xù)了前幾版的傳統(tǒng)和精髓，同時增加了很多內(nèi)容如觸點(diǎn)材料、觸點(diǎn)失效分析、觸點(diǎn)壽命與材料、MEMS繼電器、繼電器失效機(jī)理分析、高壓繼電器、繼電器選用指南等。該書中一些新的理論和新的觀點(diǎn)及新的方法對國內(nèi)繼電器研發(fā)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、檢測、應(yīng)用及失效分析等，有很好的指導(dǎo)意義。

7　結(jié)束語

本文簡要介紹了俄羅斯有關(guān)電磁繼電器的選擇和使用，俄羅斯人提出的產(chǎn)品使用中注意事項(xiàng)和相關(guān)問題，對我們是有很多的啟發(fā)和幫助，同時介紹了一些國內(nèi)的相關(guān)情況及新版《工程師繼電器手冊》的基本內(nèi)容，它們對國內(nèi)電磁繼電器產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測及使用有重大的借鑒和指導(dǎo)意義。