關(guān)于電磁繼電器的電磁干擾與抑制方式的思考

周 剛，張坤平

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

電子領(lǐng)域的發(fā)展離不開電磁繼電器的使用。電磁繼電器類型不同，但都會受到電磁干擾影響。在電磁繼電器的應(yīng)用中，需要積極解決這種干擾，防范電磁繼電器運行精度降低或者失誤運行等問題。通過改進電磁繼電器的抗干擾能力，提高繼電器的可靠性，這對電子產(chǎn)業(yè)來說意義重大。

1 電磁繼電器概述

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電磁繼電器也成為電力領(lǐng)域常見的設(shè)備。從技術(shù)原理上來說，電磁繼電器是依托于電子技術(shù)制作而成的控制器件。電磁繼電器具有電磁感應(yīng)特性，能夠在電路中起到良好的輸入和輸出控制[1]。電磁繼電器的這種性能優(yōu)勢，可以滿足現(xiàn)代自動系統(tǒng)的控制電路目標(biāo)。電磁繼電器可以通過較小的電流和電壓形式，完成較為復(fù)雜的系統(tǒng)控制，在控制電路中起到一種“自動開關(guān)”的作用，在現(xiàn)代的電路自動控制體系中發(fā)揮著重要的實踐價值。

2 電磁繼電器的電磁干擾分析

電磁繼電器在工作運行中，由于流經(jīng)的電流和電壓等會對電子控制系統(tǒng)產(chǎn)生一定的電磁波，這就會使得電磁繼電器也處于這種電磁波環(huán)境中，進而會出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。電磁繼電器的干擾，從電子原理上來說，是一種電磁線圈的磁場改變效應(yīng)。由于電磁波會形成繼電器內(nèi)部的電弧，電弧的波頻較大，對電磁繼電器來說，影響的程度也較為明顯。電磁繼電器由于內(nèi)部構(gòu)成較為特殊，在存在電流和電壓的環(huán)境中，容易與周圍磁場發(fā)生作用，當(dāng)電磁繼電器處于這種干擾中時，繼電器的性能也會受到影響。電磁繼電器的電磁系統(tǒng)由磁鐵、電磁感應(yīng)線圈等構(gòu)成[2]。電磁繼電器連入電路當(dāng)中后，繼電器裝置上也會承擔(dān)較大的電容。當(dāng)繼電器處于電磁磁場環(huán)境中時，如果干擾造成磁場形態(tài)的突然性改變，電磁波就會突增或者突減，而電磁繼電器上的運行電壓也會驟然升高，或者突然降至無電壓狀態(tài)。由于電磁繼電器在電路運行中起到自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用，當(dāng)繼電器出現(xiàn)這種干擾現(xiàn)象時，也必然會直接影響到整個電路系統(tǒng)中設(shè)備的運行情況，執(zhí)行電路邏輯計算的電子元器件也會出現(xiàn)差錯，導(dǎo)致電路系統(tǒng)整體故障。

有些電磁繼電器應(yīng)用中，綜合考慮到成本和耐用性等因素，會采用工程塑料材料再進行繼電器內(nèi)部構(gòu)件的生產(chǎn)加工。這種電磁繼電器具有很好的市場應(yīng)用性，但同時也存在著較為明顯的電磁干擾問題。工程塑料在電路應(yīng)用過程中，長時間的電流和電壓作用，會產(chǎn)生較大的熱效應(yīng)，受熱后的繼電器會形成靜電的電荷，這些電荷游離于電磁繼電器各個構(gòu)件的表面。電磁繼電器運行中的電荷具有積聚性質(zhì)，如果電荷積聚過多，就會形成快速外放形態(tài)，這種電荷外放也會造成電磁干擾現(xiàn)象。電荷不僅能夠影響到線路的磁場波動，嚴重時還會出現(xiàn)擊穿效應(yīng)，對電路系統(tǒng)的危害十分嚴重。電磁繼電器的干擾問題，不僅是對繼電器運行方面的影響，還包括了繼電器對外界的影響。在一部分具有密閉性的繼電器運行過程當(dāng)中，由于電感線圈流經(jīng)的電流和電壓會形成能量的聚集，改變繼電器的電容量[3]。在繼電器電容量達到一個極限后，多余的能量就會經(jīng)由電磁繼電器的外部金屬層進行釋放，這種能量釋放在環(huán)境中主要以能量波形態(tài)存在，釋放的能量波會對其他電器的電磁場造成干擾。

3 電磁繼電器的電磁干擾造成的影響

3.1 吸入式、拍合式電磁繼電器的干擾影響

電磁繼電器類型不同，所受到的干擾影響也存在差異。對于吸入式、拍合式電磁繼電器而言，由于繼電器的干擾因素主要來自于顳部的線圈與鐵芯之間的電磁反應(yīng)，因此干擾呈現(xiàn)出一種抵御型影響。電磁繼電器如果處于與自身電磁場方向相同的干擾環(huán)境中時，由于同向的電磁波會形成增益作用，導(dǎo)致電磁繼電器的的運行電壓會顯著增加，對繼電器本身來說是一種嚴重的不利影響，不僅會降低電磁繼電器在電路保護和調(diào)節(jié)功能的準(zhǔn)確度，還會造成繼電器內(nèi)部鐵芯的電阻值增加[4]。當(dāng)電磁繼電器處于與自身電磁場方向相反的干擾環(huán)境中時，繼電器電壓會被干擾源所降低，導(dǎo)致繼電器控制能力減弱，甚至造成繼電器運行的停滯。

3.2 極化型電磁繼電器的干擾影響

極化型電磁繼電器也是繼電器的重要類型，極化型繼電器所受到的干擾影響是十分明顯的。這主要是由于極化型電磁繼電器的影響原理更加復(fù)雜導(dǎo)致的。極化型繼電器在所處的磁場方向與磁感線圈方向相同時，磁場的磁通密度就會增大，進而磁感線之間的距離也會縮小。在電磁繼電器運行過程當(dāng)中，會影響到繼電器的電壓轉(zhuǎn)換能力，從而影響到繼電器對電路情況檢測的準(zhǔn)確度。電磁感應(yīng)的干擾波如果是與電磁繼電器自身的磁場方向垂直的，就會形成電磁效應(yīng)的相互抵消作用。由于這種抵消作用會改變繼電器的轉(zhuǎn)化效果，會造成繼電器運行受阻[5]。另外，由于電磁繼電器磁場的干擾，會造成繼電器失誤判斷電路情況，進而會進行電壓的調(diào)整，尤其是對于繼電器在線路磁感應(yīng)容量飽和狀態(tài)時，電磁繼電器將難以滿足電路保護方面的要求。

4 電磁繼電器的干擾抑制措施

4.1 利用阻尼措施抑制電磁繼電器的干擾

電磁繼電器由于處在電磁場環(huán)境中，想要徹底消除電磁干擾是不現(xiàn)實的，在實際的電磁繼電器工作環(huán)境中，只能依靠有效措施來抑制這種干擾影響。阻尼是一種較為有效的電磁干擾抑制途徑。阻尼具有較高的電阻性質(zhì)，將阻尼應(yīng)用于電磁繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中，可以改變原有的電磁感應(yīng)狀態(tài)。阻尼一般可以用作繼電器的線圈導(dǎo)線，阻尼的類型較多，在電磁繼電器使用中較為常見的是浸碳精纖維型阻尼導(dǎo)線[6]。浸碳精纖維型阻尼具有隨著環(huán)境的干擾變化，自行改變阻尼作用的優(yōu)勢。在繼電器運行中，當(dāng)電磁干擾增大時，阻尼導(dǎo)線所產(chǎn)生的電阻作用也會越大，從而可以釋放出更多的抑制功能。阻尼還可以應(yīng)用于電磁繼電器的線圈端口上，通過阻尼作用來改變電感現(xiàn)象。當(dāng)繼電器處于較強的干擾環(huán)境中時，電壓會通過阻尼而降低，與此同時會緩解電感數(shù)值，抑制電容內(nèi)的脈沖電壓，從而實現(xiàn)抗干擾目的。

4.2 利用屏蔽措施抑制電磁繼電器的干擾

屏蔽措施也是電磁繼電器抑制干擾常用的方式。屏蔽的原理是將電磁繼電器的磁場環(huán)境與外部磁場環(huán)境相隔離，形成一個獨立的磁場條件。這種抑制干擾方式可以很多地抵御外部磁感應(yīng)對繼電器自身磁感應(yīng)造成的增益或者抵消干擾，從而可以為電磁繼電器的正常運行構(gòu)建一個良好的環(huán)境[7]。屏蔽措施主要是利用一些金屬的屏蔽性能，通過電焊技術(shù)打造一個密閉空間。電磁繼電器所產(chǎn)生的磁場不會釋放到外界，而外界的磁場也無法進入到電磁繼電器所處空間內(nèi)。不同金屬物質(zhì)的磁場抵御能力不同。一般來說，可以選擇與電磁繼電器磁場形態(tài)相近的金屬，如純鐵等作為抗干擾屏蔽層。

5 結(jié) 語

電磁繼電器在社會發(fā)展中起到非常重要的電路系統(tǒng)保護作用，對于電磁繼電器的電磁干擾問題也受到廣泛的關(guān)注。在探討和研究干擾抑制方式時，應(yīng)當(dāng)對電磁繼電器的電磁干擾原理進行全面深入的分析，才能夠更好地總結(jié)出有效的應(yīng)對措施。電磁繼電器受到干擾后會對電路運行產(chǎn)生較大的影響，當(dāng)采用積極措施進行應(yīng)對時，可以考慮阻尼或者屏蔽等形式來抑制這種干擾現(xiàn)象的發(fā)生。