步进继电器(可用交、直流电压驱动的继电器)

步进继电器又称为步进双稳态继电器或步进自锁继电器,它是一种用脉冲电流驱动的,由机械结构保持触点自锁的继电器,可以用交、直流电压驱动。

原理

步进继电器由线圈、衔铁、推动杆、棘轮、棘爪及触点等组成。它的棘轮有3层,中间的一层是作步进运动的。

当线圈通以电流时,线圈便产生磁场,从而使衔铁在电磁吸力的作用下吸向铁芯,此时衔铁带动推杆使中间棘轮逆时针转动一步,于是上、下两层棘轮使板簧移动。由于触点是和板簧固定在一起的,所以板簧的移动就会使上、下两层触点改变接触状态。当驱动脉冲消失后,线圈失去电流,电磁力也随之消失,衔铁在恢复弹簧的作用下恢复到初始状态,此时棘爪顶住棘轮上的齿面不让棘轮发生转动,起到了定位作用,因此触点方能保持状态不变。

特点

(1)电路简单,节约电能。步进继电器可以直接用交流电源驱动,不需另加直流电路,可简化电子电路。步进继电器不需维持电流,且采用脉冲电流驱动,所需的电能很小,可节约电能。

(2)安全可靠。由于步进继电器不需要维持电流,可从根本上消除本身的安全隐患。

(3)控制功能强,应用方便灵活。一个步进电动机可以有1~2个触点,有多个步序,相当于一个简单的程序控制器,具有较强的控制能力。在应用它时又非常方便灵活,可任意扩展使用范围。

选用

对于步进继电器的选择,通常可从以下两个方面来进行考虑。

(1)工作电压的选择。步进继电器根据电磁线圈的工作电压可分为12V、14V、36V、48V……240V(交流电压或直流电压)等多种规格。只有根据应用电路正确选择电磁线圈的工作电压,才能确保步进继电器正常工作。

(2)带负载能力的选择。步进继电器根据触点的电流容量可分为10A、16A、20A、32A等多种规格,应根据负载电流来合理选择触点的电流容量。

1)对于电阻性负载,应选用触点电流高于负载电流1倍的步进继电器。

2)对于电感性负载。应选用触点电流高于负载电流2倍的步进继电器。

检测方法

步进继电器与电磁式继电器的检测方法类似,可先用万用表电阻挡测量步进继电器线圈是否正常。若线圈的电阻值为∞,则说明电磁线圈已开路损坏。

若测得线圈完好,则口r用12~48V直流电源(具体电压值应根据继电器本身的工作电压而定),将电源的正极(或负极)接线圈的某一端,然后用电源的负极(或正极)去触碰一下线圈的另一端。正常时继电器内部的机械系统(由推动杆、棘轮、棘爪等组成)应动作,使触点断开或接通。

若步进继电器线圈加上驱动脉冲电压后,机械系统不动作,则是继电器的机械系统有故障。

注意事项

正确使用步进继电器必须注意以下几个方面的问题。

(1)控制线不能太长。对于使用直流电压的步进继电器,连接到按钮开关的控制线不可过长,否则线路上的电压降对步进继电器的吸合会产生影响;对于使用交流电压的步进继电器,线路过长时,线路上的分布电容会延长继电器的驱动时间。

(2)不带指示灯的按钮开关的连接方式。对于步进继电器的控制,可以采用2只或2只以上的按钮开关来控制1只步进继电器,但不能用1只按钮开关来控制2只或2只以上的步进继电器。

(3)带指示灯的按钮开关的连接方式。在使用带指示灯的按钮开关时,由于开关内所有指示灯电路通常是并联后再与继电器线圈串联的,故全部电流都将流过步进继电器线圈。

(4)按钮开关的选择。用于控制步进继电器的按钮开关,必须使用自复位式(不锁闭的)按钮开关,也可以使用性能优良的门铃按钮开关代替。

(5)注意步进继电器触点的容量。步进继电器的触点电流通常都是对纯电阻性负载来说的,使用时的负载电流应减额使用,或加接中间继电器、固态继电器或大功率的电子电路作为间接驱动。

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