讨论一下插入式继电器
插入式继电器-通常是通用控制继电器 - 在工业应用中经常使用。继电器被“插入”在两个系统之间。使用它有多种原因，包括:
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202403/456778.htm增加可编程逻辑控制器 (PLC) 等设备的电流处理能力。
改变电压，例如当需要 24VDC PLC 输出来驱动具有 120 或 277VAC 线圈的接触器时。
安全通过面板隔离。该应用程序在 PLC 的表面上提供专用的 24VDC (蓝色线)，在控制面板的其他地方具有较高的交流电压。这种刻意的隔离是一种故障排除帮助，因为干净的面板布局，为每种类型的设备提供专用空间，更容易进行故障排除。
提高接触器打开的速度，从而最大限度地减少电弧并延长寿命。
本文讨论的是接触器工作速度的最后一点。图1 所示的硬件用于说明原理。从左到右，我们看到一个 0.5A 断路器，端子块连接器，Crouzet 的可编程逻辑（PLC） 底座安装，控制继电器，浪涌抑制二极管加插座，和一个 24VDC 的接触器（DPE09BL）。
图 1 :图片显示夹在 Millenium Slim PLC 和三相接触器之间的插入继电器。
从一开始，我们必须承认 Crouzet PLC 具有固态输出。它当然能够直接为大型接触器供电。接触器的 2.4W 线圈消耗 100mA，这完全在 PLC 的设计最大值 500mA 之内。然而，当我们考虑与接触器感应能量耗散相关的动力学时，PLC 与接触器并不能很好地匹配。
技术贴士 :关闭大型直流接触器或继电器可能是一个有压力的事。回想一下，线圈在磁场中储存能量。还记得电感器“想”保持电流恒定。其结果被称为感应踢脚（inductive kick ），在线圈断电的那一刻，电感器会做任何必要的事情来保持电流恒定。如果没有相关的保护，电压将上升到数百伏，造成电弧来维持电流。这将破坏任何用于控制线圈的半导体开关。浪涌抑制二极管通常被合并，以提供电流的替代路径。
使用固态输出插入继电器的原因
PLC 与接触器失配的原因与必要的浪涌抑制二极管有关。虽然 Crouzet PLC 数据手册没有列出过压设计最大值，但它确实表明，在存在感应负载时需要二极管，如图 2 所示。这是工业控制系统中常见的配置。如此普遍，事实上，许多控制继电器都将二极管集成到插座中。图 1 所示的Finder控制继电器就是这种情况。
图 2 :节选自 Crouzet Millenium Slim PLC 数据手册，显示了对感应负载使用浪涌抑制二极管。
要知道施耐德接触器确实具有浪涌抑制二极管，但类型不同。而不是使用一个简单的二极管，它具有一个“双向二极管。”（LAD4TBDL）这个二极管钳位电压约 48VDC，将在本文后面演示。具有半导体输出的 PLC，如 Millenium Slim，预计不会允许或存活于这种较高的箝位电压。
当我们考虑接触器的动态时，这个单二极管 (0.6VDC) 与钳位 (48VDC) 并不是一个微不足道的差异。理解钳位电感耗散电压与本文中描述的继电器打开速度的速度直接相关。施耐德接触器的直流线圈尤其如此，因为当 PLC 要求的单二极管浪涌抑制器阻碍时，它需要超过100毫秒才能打开。
一个可行的解决方案是使用插入继电器。这为嵌入式双向二极管组件提供了工作空间。插入继电器的常开 (N.O.) 将很容易适应更高的电压。同时，插入式继电器的小线圈与 PLC 更兼容。实验表明，较小的控制继电器的操作开断速度不如较大的接触器灵敏。
插入式继电器示范
实验示意图如图3所示。插入式控制继电器由 PLC 驱动。然后使用插入继电器的 no 接点驱动大接触器的线圈。如 PLC 数据手册中建议的那样，包括一个断路器，以最大限度地减少出现故障时的损坏。
图 3 :显示 PLC，插入继电器(cr1)和接触器的线路图。
与继电器开路相关的波形如图4所示。事件开始于 PLC 输出的下降沿(橙色)。从接触器线圈的下降沿(蓝色)可以看出，插入继电器在大约 8ms 后放松。接触器在大约 37ms 后打开，这可以从接触器电压波形的不连续中看出。这是由于电枢与线圈接近度的变化引起的电感变化引起的。此操作的总时间约为 45ms。不过，这并不是本文的重点。相反，我们需要关注接触器的波形。
本文的中心论点是，允许接触器的线圈负摆至 48VDC。如果不使用插入继电器，这是不允许的。需要一个浪涌抑制二极管。直接 PLC 到接触器的后果将是一个迟缓的缓慢打开接触器如前面提到的文章中所述。
图 4 :与 PLC、查找控制继电器和施耐德接触器相关的电压波形
关于电机启动器的其他信息
本文是介绍电动机起动器的更大工作的一部分，并探讨了其重要的、有时微妙的应用。有关更多信息，请参阅这些相关帖子：
电机控制中的软启动 (Soft Start) 1
结论
关键动态是与接触器相关的电压波形。随着插入继电器的安装，它可以自由地增加到双向二极管钳位的极限。大部分感应能量作为相对较高的电压P=IE迅速耗散在这个钳位上，而不是更慢的 P = I2R，其中 R 是接触器的内阻。这是稳态和动态方面之间的一个微妙点。稳态分析表明，接触器与 PLC 匹配良好。动态地，所需的单二极管钳位降低了系统性能，导致有问题的减速。
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