无机械触点继电器设计文献综述

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1、文献综述无机械触点继电器设计一、前言由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件,与电磁继电器相比有很多优点,因而具有很宽的应用领域。[1]随着电子技术的飞速发展，许多电器实现了无触点化，固态继电器便是最常见的一种。由于实现了无触点化，首先使其使用寿命大大延长了，其次在减小噪音和干扰、缩小体积等方面的优点也是显而易见的；因此电器的无触点化无疑是一种发展趋势但时至今无触点电器的使用远没有人们想象的那样普及，其中最主要的原因就是使用的可靠性问题。在主回路过载的情况下，往往使构成无触点电器的主要元器件(如晶闸管)损坏，从而使整

2、个控制系统失灵，因此研制一种快捷而可靠的保护电路具有重要意义。[2]二、继电器发展历史继电器，它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国的一些学者的倡导下开始进行研究的。60年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破，大规模集成电路技术的飞速发展，使得微型处理器和

3、微型计算机进入了实用阶段。在70年代后期，出现了比较完善的微机保护样机，并投入到电力系统中试运行。80年代，微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟，并已在一些国家推广应用。90年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期，尽管起步晚，但是由于我国继电保护工作者的努力，进展却很快。经过10年左右的奋斗，到了80年代末，计算机继电保护，特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中，高等院校和

4、科研院所起着先导的作用。从70年代开始，华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上的新一页，为微机保护的推广开辟了道路。三、固态继电器的产生由于传统电磁继电器的线圈是一个感性负载,它具有储存磁场能量的功能。由于感性负载在电压的有限值条件下,电感电流不能跃变。因此,该线圈通断电流时,在开始几微秒内不改变瞬态的形式,加之存在分布电容,电磁继电器线圈的电感

5、与分布电容的比值较大,当线圈的电流截断时,带铁芯线圈两端产生很高的反电动势,产生具有陡峭前沿的大幅度浪涌电压,约3ms内,线圈两端电压近似上升到电源电压的多倍左右,然后按线圈感抗、分布电容和电路电阻所决定的速率下降到零。由于电磁继电器的浪涌电压具有陡峭的前沿,传统的继电器使电磁体机械零件产生接触冲动。,因此它是引起瞬态干扰的原因之一。[3][4]为了克服电磁继电器的缺点，人们开始研究一种无触点，可以快速开关的继电器，而固态继电器是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件,它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导

6、体器件)的开关特性,可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的,因此又被称为“无触点开关”。固态继电器是一种四端有源器件,其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端.它既有放大驱动作用,又有隔离作用,很适合驱动大功率开关式执行机构,较之电磁继电器可靠性更高,且无触点、寿命长、速度快,对外界的干扰也小。基于固态继电器的无触点工作特性，人们已广泛应用于计算机外围接口、数控机械、遥控系统、工业自动化装置、仪器仪表、自动洗衣机等系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等。[5][6]四．固态继电器的发展状况1.按负载

7、电源分，可划分为直流固态继电器(DC—SSR)、交流固态继电器(AC—SSR)两种。DC—SSR属于五端器件，它以功率晶体管作为开关器件，用来控制直流负载电源的通断；AC—SSR则属于四端器件，以双向晶闸管(TRIAC)作为开关器件，用来控制交流负载电源的通断。2.按触点形式分，有常开式、常闭式两种，市场上的产品以常开式居多，但可利用外部晶体管或门电路(反相器)将常丌式改成常闭式。3.按控制触发方式分，可划分为直流型、交流型。交流型中又包括过零触发刑与非过零触发型。4.按隔离方式分，有光电耦台器隔离、变压器隔离等。5.按封

8、装形式分，有单列直插式、舣列直插式、长方体模块式等。[7]五．固态继电器的优点及存在的问题1．固体继电器的主要优点是：　　（1）无运动零部件，无机械磨损，无动作噪声，无机械故障，可靠性高；　　（2）无燃弧触点，无触点间的火花、电弧，无触点抖动和磨损，对外干扰小；　　（3）开关速度迅速，动作时间可达10-