续流二极管的应用一例

  去年年初，公司因产品结构调整，需要新购置旋压设备4台套，用于新工艺的改造。该设备制造商选择了西门子数控的新数控系统one系统，所有的外部I/O输入、输出信号采用PP7248 D 2/2A PN连接板，DO输出驳接了第三方继电器板，但是，在实际应用过程中，部分的输出继电器触点经常被烧毁的问题不断，我测量过这些工作电流稍大直流输出回路电流，最大的平均电流在大约1.5A左右，同时，输出驱动电磁阀的继电器动作相对比较频繁，继电器触点通过观察，工作一段时间后，触点发黑严重，近一年工作下来，烧毁、烧粘连的大概有5 ~ 6个。查阅了相关浪涌原理，基本说明是浪涌工作电流是额定工作电流的8 ~ 10倍，而设备制造商选择的第三方小型继电器的额定电流是10A的，这样的工作环境是基本接近或者超过了小型继电器的额定电流值范围，触使小型继电器触点寿命加速老化、失效。重新更换其它型号的继电器板，也不是很现实，该继电器扩展板没有其它功率稍大的选择，只能考虑其它方式。

  而消除浪涌一般的做法：直流回路采用的续流二极管比较合适，交流回路是R + C方式比较合适。本设备小型继电器是驱动力士乐电磁阀线圈，是直流24V的控制回路，选择续流二极管比较合适。

根据实际的工作电流，我选择一款10A 1000V的整流二极管作为改进器件，实际的改进外貌，图示：新增加的续流二极管。

部分工作电流较大的回路，增加了续流二极管。

  为区分实际的效果，我将这些小型继电器更换新的，触点焕然一新，图示：

为有一个比较明显的对比，我将其中一台设备改造的继电器仍然使用原来的旧继电器，看实际的工作效果。在实际安装工作中，我为了抓住实际应用效果，在正常设备自动运行的情况下，添加了这些续流二极管的，自加上续流二极管后，在断开瞬间明显能够看到小型继电器的触点的火花小了很明显，而未使用续流二极管时的火花大。

没有更新小型继电器的使用情况，图示：

  在添加续流二极管后，继电器断开瞬间，由于续流二极管单向导通的原理，能够吸收部分反向浪涌电流，但是，从原理上看，电磁阀线圈会有一个延时断开的过程，这也是我开始实施这个改造前思考的问题，添加后，运行NCK加工程序，并没有明显的各轴动作延时过程，说明这个延时是相对比较短暂的过程，没有必要担心这个短暂的延时作用。

  另外，在应用过程中，必须确认二极管的极性问题，一旦接错是致命的。我原本考虑是连接到实际的电磁阀线圈接线盒内部的，也是考虑到维修过程中的不确定性，最后选择在控制柜内部添加的，这样有线路长度的影响，相对比现场连接效果会差一些。

  通过近2个月的使用情况总结，添加续流二极管后，小型继电器触点烧毁的痕迹明显减小，近2个月使用下来观察，继电器触点没有明显的发黑现象，到达延长使用寿命的效果，值得在类似的应用场景中使用和推广。

                                                                                                                        2024/10/10