Устранение неполадок с фиксацией реле постоянного тока

Во многих системах управления и электропитания Реле перегрузки постоянного тока или Реле переключения мощности постоянного тока Ожидается, что компоненты будут надежно открываться и закрываться в соответствии с сигналами управления. Но что происходит, когда реле остается замкнутым, даже когда его управляющий вход отключен — состояние, известное как «фиксация» или «залипание»? Такое поведение может привести к неожиданному поведению системы, длительным простоям и, в некоторых случаях, к повреждению подключенных нагрузок или силовой электроники.

Что такое фиксация реле?

Реле устроено так, что когда на его катушку подается напряжение, внутреннее магнитное поле сближает контакты (замыкает их). Когда катушка обесточена, магнитное поле разрушается, и контакты должны вернуться в исходное состояние. Однако в некоторых случаях реле остается во включенном положении даже после снятия управляющего напряжения — это называется фиксацией, и оно не всегда является преднамеренным.

Фиксация может произойти преднамеренно (в настоящем реле с фиксацией, которое сохраняет свое состояние без питания) или непреднамеренно, когда стандартное реле не может разблокироваться из-за физических или электрических проблем.

Распространенные причины непреднамеренной фиксации

1. Контактная сварка из-за дуги.

Одна из основных причин, по которой реле постоянного тока остается замкнутым, заключается в том, что контакты свариваются из-за образования дуги. Дуги постоянного тока труднее погасить, чем дуги переменного тока, поскольку постоянный ток не пересекает ноль вольт; это продлевает горение дуги, нагревает контактные поверхности, а в крайнем случае - плавит их. Такое состояние сварного контакта означает, что реле остается замкнутым, даже когда катушка обесточена.

Высокие пусковые токи, особенно при переключении индуктивных нагрузок, могут усугубить эту проблему, вызывая со временем физическую деформацию контакта или сварку.

2. Обратное питание или ток утечки

Иногда катушка реле может получать небольшой остаточный ток, даже когда оно должно быть выключено. Эта утечка или обратная подача могут быть вызваны неправильной проводкой, общими проблемами с заземлением или утечкой напряжения через другие компоненты схемы. Даже небольшой ток может удерживать реле во включенном состоянии достаточно долго, чтобы оно выглядело «зафиксированным».

Проверка вашей проводки на наличие непреднамеренных путей обратной связи и использование соответствующих компонентов подавления катушек, таких как диоды, могут помочь устранить этот источник непреднамеренного замыкания.

3. Медленное снижение напряжения в источниках постоянного тока.

В системах питания постоянного тока емкостные элементы на шинах питания (например, в источниках питания или фильтрах) могут вызывать медленное падение напряжения после отключения питания. Это медленное затухание может удерживать катушку реле под напряжением на низком уровне дольше, чем ожидалось, поддерживая замыкание контактов. Такое поведение было отмечено в релейных модулях постоянного тока, где напряжение источника питания медленно снижается, сохраняя реле включенным даже после выключения системы.

Чтобы выявить эту ситуацию, измерьте фактическое напряжение на клеммах катушки реле при выключении системы. Если напряжение превышает пороговое значение, при котором поддерживается намагниченность катушки, рассмотрите возможность добавления резисторов для сброса напряжения или изменения режима работы при выключении питания.

4. Механические проблемы или повреждение реле.

Механический износ или загрязнение внутри реле также могут стать причиной залипания. Грязные, изъеденные или корродированные контакты больше не могут четко разъединиться, когда катушка обесточена. Факторы окружающей среды, такие как пыль, влажность и вибрация, могут усугубить эту проблему, особенно в промышленных условиях.

В этих случаях замена реле и обеспечение соответствующей защиты окружающей среды (герметичные корпуса, периодическое техническое обслуживание) могут помочь предотвратить повторение.

Действия по диагностике для выявления неисправности фиксации

Чтобы эффективно устранить неполадки, почему реле переключения питания постоянного тока остается в защелке, выполните следующие действия:

Визуальный осмотр: проверьте наличие видимых повреждений или изменений цвета на контактах и поверхностях реле.

Мониторинг напряжения: используйте мультиметр для наблюдения за напряжением катушки во время перехода — проверьте наличие остаточного напряжения, которое может поддерживать напряжение на катушке.

Проверьте проводку и обратную подачу: убедитесь, что нет нежелательных путей, по которым ток возвращается в цепь катушки.

Измерение сопротивления контактов: Если контакты приварены, сопротивление будет почти нулевым даже при снятой катушке.

Тестирование с отключенной нагрузкой: Отключите нагрузку и проверьте реле изолированно. Если он по-прежнему фиксируется, проблема, скорее всего, связана с самим реле.

Как предотвратить будущие проблемы с фиксацией

Предотвращение непреднамеренного замыкания реле в реле перегрузки постоянного тока и реле переключения мощности постоянного тока может повысить надежность системы:

Выбирайте подходящие детали, рассчитанные на постоянный ток. Убедитесь, что реле специально разработаны для условий переключения постоянного тока, имеют соответствующие материалы контактов и функции подавления дуги.

Используйте защитные компоненты: обратноходовые диоды, демпферы и схемы свободного хода помогают уменьшить искрение и защитить катушки от противоЭДС.

Избегайте условий перегрузки. Постоянная работа реле на максимальном номинале или близком к нему увеличивает износ и вероятность приваривания или залипания.

Регулярное техническое обслуживание: заменяйте реле, имеющие признаки износа, прежде чем они полностью выйдут из строя.

Многие промышленные дизайнеры, в том числе из Wenzhou Jiajie Electric Co., Ltd., уделяют особое внимание выбору реле, которое соответствует электрическим и механическим требованиям применения, а также использованию защитных мер, чтобы избежать непреднамеренного включения.