大家來探討一下繼電器(RELAY)的接點容量

sz 發表於 2013-12-1 22:09
嗯,同前所述,姑且不論 AC/DC 的差異性
(就算真的差3.9倍好了),同樣是 DC/DC 的標示,
或是 AC/AC 的標示, ...

有沒有一種可能是接點接觸的電阻值，繼電器所能附載的功率有關?
30A DC12V=360W=15A DC24V

a29947089 發表於 2013-12-2 00:13
集膚效應會發生在任何有載流的物體

雖然都還給老師了,但我依稀記得大電流、大直徑
導體才有研究集膚效應的意義,那也是為何配電盤
的匯流排不使用導線當連接,而使用"銅排"來連接,
一來方便作業,二來消除集膚效應

在 RELAY ? 看過它的內部的話,它也是類似"銅片"
來當接點導體,低電壓小電流的標示就能差很多,
是以扯上集膚效應我覺得有點牽強 ^^"

71320613 發表於 2013-12-2 03:30
有沒有一種可能是接點接觸的電阻值，繼電器所能附載的功率有關?
30A DC12V=360W=15A DC24V

沒錯沒錯,這也是我所在意的,
但 1# 也提過,如果是怕接觸電阻產生電壓降,
那麼合理做法應該是反著標:
15A DC12V、30A DC24V 才對啊

你看,假設接觸阻抗 0.1Ω,當通上 15A 電流時,
壓降 -1.5=12-1.5=10.5V,電壓掉成 87.5%;
若通上 30A 電流時,壓降 -3V=24-3=21V
也是 87.5%,這樣比較合理不是嗎? ^^a

至於計算接點的"功率值"(瓦數)我覺得是
完全搞錯了吧,除非 DC12V 全掉在接點上
(接觸電阻變成發熱負載)這種算法才有意義耶 ^^"

skin effect 在高中職僅解釋到一點而已，到大學電磁學則是會推出一套包含形狀、材料等等的模型
而配電盤用銅排的主要原因在於方便施工而已，如同10樓所說載流導體都有skin effect


斜坡原因在於高電壓導致接點發熱電阻值增加
像左圖如果電壓拉到1000也是會出現斜坡然後在某個點突然故障而斷路
故障成因在於接點電阻所得到的分壓太大，過熱然後燒毀

會做出那種高低電壓標示電流也不同的RELAY就是因為低電壓在水平線上，高電壓在斜坡上
為了避免使用者用一個relay在高and低電壓感覺壽命有差異，當然是要限制你使用電流
反正只要對使用者而言這一個RELAY夠耐用在高低壓應用上壽命差不多就好，想要更耐用的當然請捧錢來買


一樣以左圖說明
電阻負荷可以比電感負荷高，原因就在於電感負荷會生出比較大的感應電流，不管是接上還是放開
以RELAY的接點間隙來說電壓一拉高一定會出現電弧

如果廠商都抱著做出最好的『產品』當然不會有這種事，但是他們只會做出『商品』而已
顧慮到成本的話這一點要列入考量

版主，我想你忘了一個東西就是接點，繼電器有接點，因瓦數不同火花（電弧）大小也不同，接點會產生火花，因接觸點開閉開閉產生火花而造成接觸點熔化而黏著，保險絲沒接點不會產生火花，只會因大電流產生高溫而熔毀。

i5978 發表於 2013-12-2 09:48
版主，我想你忘了一個東西就是接點，繼電器有接點，因瓦數不同火花（電弧）大小也不同，接點會產生火花，因 ...

之所以會舉 FUSE 當例子,是要明白表示 FUSE 基本上
不考慮"電壓",因為在回路中它必須接近 0 電壓降(理想值),
才能確保後面的控制電路/負載不會被它吃掉部份電壓,
就如同你用三用電錶量電流時,電錶本身的串聯阻抗
要接近 0 才是好的電錶(不會產生分壓作用)

套在繼電器上,它的接點既然是開關作用,理論上這個開關
也必須接近 0 電壓降,才能確保不會造成分壓效應,如果以
這樣來考量,那麼"電壓"對於繼電器接點也屬不考慮的部份,
因為在電路理論上開關=0電阻=沒有電壓降,電壓理應全部
落在負載上

但事實上我們都知道 0 阻抗是不可能的事,隨著接觸火花
所造成的壽命短縮(熔損/積碳),才有了"壽命曲線"讓你推估
你的用法(電流&電壓)大約會讓RELAY有多少次開閉的電氣壽命

也就說(結合 14# 站友的論點),廠商會預先推估不同電壓/電流
使用上對接點造成的影響程度,來畫條斜線告知你電壓高於多少,
你得酌量減少你的電流值,才不會加速接點夭折?

回頭看看 OMRON 提供的壽命曲線,看 AC250V 跟 AC120V 的
曲線,也的確能看出廠商有告知你,即便是使用電流相同,高電壓
的使用壽命就是會低於低電壓(因為火花、電弧程度不同),
壽命曲線很明確告訴你這點

回過頭來看開閉容量的最大值曲線,OMRON 卻未將上述考量
回歸到這個曲線進而產生出有斜坡的曲線,為什麼? 我想它
認為這是兩碼子事:我的接點有這個能力,你要這樣用 OK,
但我也告訴你不同用法壽命不同,你自己看著辦...
那麼,接點容量標示便會回歸到一開始很理論的:電流為主,
DC15V 10A、DC30V 10A(依圖表曲線所示) 以及
AC125V 10A、AC250V 10A 這樣的標法,而不會自動
"折舊"成 DC15V 10A、DC30V 5A (舉例)這樣的差異標示方式

不過...我總算有點明白那種奇怪的標示方式是怎麼來的:
由廠商自訂的"折舊理論",為的是讓使用者使用條件所產生的
壽命結果皆符合於某電氣壽命區間,那麼 REALY 掛掉時的
壽命值就不會相差太多(如同 14# 站友所說)
以 OMRON 的畫法:合乎理論、也標示了壽命曲線會有所不同,
認真來看這樣才是對的方式吧 ^^

先前我執著於接點=0電壓這個理論,認為接點電流不應該會變,
沒考量火花/電弧造成接點壽命影響,間接使製造商回歸限制
使用條件來成就其壽命值,真是一大失誤,感謝幾位先進的指點 ^^

那麼結論就是:各種標示都有其考量,沒有絕對的對/錯,
使用上龜毛一點的還是去找找廠商的 DATASHEET 看一下,
依接點容量曲線&壽命曲線去估算你的 RELAY 能撐多久,
一般使用者就依 RELAY 上面標示的當參考基準囉

嗯,不知還有哪位先進要補充的? ^^
(集膚效應...嗯...好像還是沒考慮在內 )

負載種類，電阻性負載一般可用到最大耐受電流，電容性/電感性因為在接合(ON)或斷開(OFF)時會產生火花，燒損接點並影響開關能力，所以會針對這兩種負載限定較低的額定電流
另外一個要考慮的是繼電器耐壓，接點絕緣會影響到耐壓，若耐壓不足也可能會產生絕緣破壞等異常

>> 依照我的看法,不論負載電壓為何,理論上接點電流都應該相同,
>> 至少 AC125V 跟 AC250V 會一樣,DC 12V 跟 DC24V 也會一樣才對
講個極端的例子，電壓越高越不容易斷開電流
http://youtu.be/C-UTYzfNjKM
當然250V沒有這麼誇張，只是在示波器上可以看到繼電器斷電瞬間會出現一些延遲和電壓雜訊。

而同樣電壓電流有效值的交、直流電，會不會影響開關(繼電器)的啟斷容量，這我沒研究...

但不外乎是受接點溫度(電流)和是否能斷開電流(電壓)為主要前提而影響規格參數。
超高電壓的開關(繼電器)還有真空型斷路器和吹氣型等等...目的就是要切斷電流。

而高壓型保險司裡面有加矽砂一類的，可以消除電弧，讓迴路徹底斷絕，
所以用同電流但低電壓的保險司到高壓使用是很危險的，可能會造成電流根本斷不開的情形。

LSI狼 發表於 2013-12-14 12:01
負載種類，電阻性負載一般可用到最大耐受電流，電容性/電感性因為在接合(ON)或斷開(OFF)時會產生火花，燒損 ...

不過一般製造商並不會知道你買回去會用在何種負載,
若要"假設",理應以電阻性負載為假設基礎,例如 OMRON
的內容,RELAY 的標示是電阻性負載,若要用於電容/電感
性負載則要考慮其功因使用不同評估曲線

先前所查到的資料是不同的製造商,其標示的考量都不同,
使用電流 DC12V=DC24V 標示相同符合理論認知,
DC12V < DC24V 符合實務使用認知,不解為何 DC12V > DC24V
這種標示方式,嗯,合理的解釋就是為了將壽命曲線拉到相近吧

基本上似乎低電壓、小電流的 RELAY 標示也都有這樣的傾向,
故並不深入探討高電壓、大電流所產生的電弧、集膚等效應,
只是發完這篇文跟各位先進討論完後,總算也有個答案了,
再次感謝各位 ^^
=====
RELAY 的耐電壓我一般都以它標示的接點電壓為參考依據,
比方說它標示到 AC125V,我就不太敢拿來 AC250V 使用,
即便不怕接點承受不了,我也怕它絕緣能力不足(尤其是微型繼電器 ~"~)

a29947089 發表於 2013-12-2 00:13
集膚效應會發生在任何有載流的物體

集膚效應通常指得是在高頻下的效應 (頻率愈高, 電流會愈接近在導體的表面流動),
而泛指的 AC , 其頻率大都落於 50/60Hz 的低頻範圍,
在此議題中, 繼電器的接點厚度不大, 所以根本就可忽視所謂的集膚效應.