電磁繼電器的工作參數(shù)的檢測電氣自動化專業(yè)

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1、 題 目： 電磁繼電器的工作參數(shù)的檢測 　 - 1 - 答辯論文 目 錄 摘 要 1 1 引言 1 2 電磁繼電器的基本原理介紹 1 3 標(biāo)繼電器的性能檢測題 3.1 線圈參數(shù)檢測 2 3.2 溫升檢測 3 3.3 吸合釋放電壓檢測 6 4 結(jié)論 7 參考文獻(xiàn) 7 答辯論文 電磁繼電器的工作參數(shù)的檢測 摘要：針對電磁繼電器的應(yīng)用越來越廣泛，市場上存在的一些電磁繼電器參數(shù)檢測儀器的缺點(diǎn)。本文在介紹繼電器原理的基礎(chǔ)上，針對繼電器成品進(jìn)行工作參數(shù)進(jìn)行檢測，主

2、要包括繼電器線圈的工作電流、觸頭接觸電阻、吸合釋放電壓等項(xiàng)目，為電磁繼電器正常工作提供一定的保障。 關(guān)鍵字：電磁繼電器；檢測；工作參數(shù) Detection of the parameters of electromagnetic relay Abstract: Application of electromagnetic relay in more and more widely, some parameters of electromagnetic relay testing instrument market on the existence of defects.Based

3、on introducing the principle of the relay, relay finished working parameters were detected, including the working current, the coil of the relay contact resistance, pull release voltage and other projects, to provide a guarantee for the normal operation of electromagnetic relay. Keywords: Electroma

4、gnetic relay; Testing; Working parameters 1 引言 “實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)”，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，檢測是必不可少的一部分，有的還是工藝過程的一道工序。電磁繼電器具有體積小、重量輕、觸點(diǎn)開路絕緣 電阻高和接觸電阻小，抗空間輻照、抗電磁干擾好、使用方便等特點(diǎn)。他的應(yīng)用越來越廣泛，它是電力系統(tǒng)以及其他電氣控制系統(tǒng)中常用的開關(guān)元件，它的可靠性是電力系統(tǒng)和其他電氣控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要保證。因此，需要對電磁繼電器的一些工作參數(shù)進(jìn)行檢測。電磁繼電器的工作參數(shù)主要有電器線圈的工作電流、觸頭接觸電阻、吸合釋放電壓等項(xiàng)目 2 電磁繼電器的基本原理介紹 電磁繼電

5、器的組成部分一般包括電磁鐵、鐵芯、彈簧、觸頭等相關(guān)部分。對于電壓型電磁繼電器，將交流電壓加在線圈兩端，電磁線圈就會產(chǎn)生電流，形成電磁效應(yīng)，鐵芯受到電磁鐵吸力所用，克服彈簧力，與磁軛閉合，這樣高壓回路的動觸頭與靜觸頭就會發(fā)生斷開。當(dāng)線圈兩端沒有電壓時(shí)，電磁鐵的吸力就會消失，鐵芯在彈簧力的作用下，恢復(fù)到初始閉合的位置處，這時(shí)高壓回路的動觸頭與靜觸頭會吸合在一起。因此，這樣的斷開與吸合可以控制電路的導(dǎo)通與切斷。 電磁繼電器的結(jié)構(gòu)主要由高壓回路，反力結(jié)構(gòu)，電磁結(jié)構(gòu)以及其它輔助結(jié)構(gòu)構(gòu)成，主要的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。 圖1 電磁繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖 3繼電器的性能檢測 繼電器投入使用前需要接受

6、檢測，以保證繼電器的參數(shù)滿足要求，性能符合工作標(biāo)準(zhǔn)。對于本文制作的電磁式高壓繼電器，主要進(jìn)行溫升檢測、工作電壓電流檢測、接觸電阻檢測、耐壓試驗(yàn)以及投入工作運(yùn)行的壽命試驗(yàn)。 3.1線圈參數(shù)檢測 在電磁式高壓繼電器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，很多參數(shù)都是根據(jù)線圈參數(shù)來設(shè)定的。因此線圈參數(shù)值的準(zhǔn)確性就顯得尤為重要，必須進(jìn)行精確的測量，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確與否。 （1）線圈電阻電感測量 線圈本身參數(shù)包括空心線圈電感與空心線圈電阻。由于工作中鐵芯的存在，繼電器的工作電感是在不斷變化的，我們同時(shí)需要測量的是繼電器閉合時(shí)的工作電感。 采用 LCR 表對線圈進(jìn)行測量。LCR 測試儀能準(zhǔn)確并穩(wěn)定地測定各種類型的元件參數(shù)，

7、主要是用來測試電感、電容、電阻的測試儀。它具有功能直接、操作簡便等特點(diǎn)。 測量步驟如下： 1）設(shè)置測試頻率； 2）設(shè)置測試電壓水平； 3）選擇測試參數(shù)； 4）儀器校準(zhǔn)； 5）選擇測試夾具； 6）夾具補(bǔ)償； 7）將繼電器線圈連接夾具開始測量。 （2）線圈工作電流測量 繼電器穩(wěn)態(tài)工作電流是繼電器到達(dá)穩(wěn)定閉合位置后，線圈中所流過的電流。穩(wěn)態(tài)電流影響線圈的發(fā)熱與溫升。電磁繼電器的穩(wěn)態(tài)工作電流主要由工作電壓和電磁線圈的工作參數(shù)來決定。 為了防止其他因素的影響，我們檢測時(shí)需要對繼電器的工作電流進(jìn)行直接的測量，選用鉗形電流表作為測量器件。鉗形電流表是由電流互感器和電流表組合而成。電流互

8、感器的鐵芯在捏緊扳手時(shí)可以張開；被測電流所通過的導(dǎo)線可以不必切斷就可穿過鐵芯張開的缺口，當(dāng)放開扳手后鐵芯閉合。穿過鐵芯的被測電路導(dǎo)線就成為電流互感器的一次線圈，其中通過電流便在二次線圈中感應(yīng)出電流，從而使二次線圈相連接的電流表便有指示，測出被測線路的電流[35~36] 3.2溫升檢測 （1）線圈參數(shù)檢測 最高容許溫度減去周圍環(huán)境的溫度，稱為最高容許溫升。線圈的最高容許溫升決定于所選用的絕緣材料的最高容許溫度。按國家標(biāo)準(zhǔn)絕緣材料分為七級，而電磁鐵線圈所選取的漆包線的等級在 A 級程度，最高容許溫度為 105C。 線圈的溫升和發(fā)熱大小能從電流密度上面體現(xiàn)出來，線圈的電流密度J取的越高，則線

9、圈的發(fā)熱越厲害。而電磁鐵線圈所能承受的電流密度的大小和繼電器的工作狀況有關(guān)。如果繼電器是長期連續(xù)通電工作的，電磁鐵線圈的各部分溫升都會達(dá)到最高的一個穩(wěn)定值，所以此時(shí)的電流密度要低一些。 這里涉及到一個持續(xù)工作率 HB： （1） 式中t1——工作時(shí)通電時(shí)間； t2——工作周期時(shí)間。 不同的工作持續(xù)率對線圈溫升的影響在于。長時(shí)間工作制下，繼電器的各部分都會在最高穩(wěn)定溫度下持續(xù)工作一段時(shí)間，這樣就要求設(shè)備能承受最高溫度，所電流密度要取得小一些。而短時(shí)工作制情況下電磁繼電器溫度并未上升到最高便始斷電，溫度下降。這種情況下工

10、作電流可以取的大一些。不同工作條件下要求流密度不同。長時(shí)間工作下的電流密度為 2-4A/mm2；反復(fù)短時(shí)工作下的電流密度為5-12A/mm2；短時(shí)工作下的電流密度為 13-30A/mm2。 由上述分析可知繼電器的工作電流密度對繼電器的工作狀態(tài)有著至關(guān)重要的影響。在本文中電磁繼電器的工作電流密度，主要是要考慮其工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)電流。雖然在鐵芯釋放位置的激磁電流很大，但是由于繼電器的吸合時(shí)間很短，從而對繼電器的工作溫度影響很小。由于繼電器在閉合位置的停留時(shí)間相對較長，因此穩(wěn)態(tài)工作電流的大小起到了決定性作用。根據(jù)上節(jié)中測得的繼電器穩(wěn)態(tài)工作電流值，可以計(jì)算工作電流密度：

11、 （2） 式中I——工作電流； qk——導(dǎo)線橫截面積。 （1）直接溫升檢測 溫升過高，會嚴(yán)重影響繼電器的使用壽命： 1）溫度的升高，加速絕緣的老化，絕緣性能下降，縮短使用壽命。 2）溫度的變化，引起絕緣材料的變形，影響繼電器動作參數(shù)的變化。 3）溫度的升高，線圈溫升增高，電阻增大，影響到吸合、釋放參數(shù)的變化。 4）溫度的升高，加速觸點(diǎn)的氧化，加劇表面膜電阻的形成，影響接觸的可靠性。 從上節(jié)的計(jì)算中可以得出繼電器能夠滿足長時(shí)間工作下的溫升要求，但是不能夠直接觀測繼電器各個零部件的具體溫升。對于溫升的測量，可以有效檢測電器內(nèi)部故障。如繼電器內(nèi)

12、部連接部件，在外檢測比較難，但如果其接觸不良會從溫升變化上顯示。此外裝置中絕緣材料的老化、開裂、脫落以及繼電器內(nèi)部元件受潮，工作部件損耗增大等。這一系列的情況都會通過溫升反映出來。因此本文直接對電磁繼電器進(jìn)行溫升測量。 采用 Fluke Ti25 熱像儀檢測，紅外熱像儀是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。紅外熱像儀能夠?qū)⑽矬w發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像通過顯示的不同顏色代表被測物體的不同溫度。該熱像儀可以有效的檢測產(chǎn)品各部分的溫升，易于檢測出內(nèi)部缺陷。 繼電

13、器的發(fā)熱主要來源于電感線圈以及鐵芯，電感線圈單次溫度是在線圈冷卻后再次通電結(jié)束所獲得的溫度。穩(wěn)定溫度是按照一定的占空比動作最終達(dá)到的穩(wěn)定溫度。 3.3 吸合釋放電壓檢測 繼電器的主要任務(wù)是分?jǐn)?、閉合電路，繼電器輸入、輸出的變化表現(xiàn)為繼電器的繼電特性，其工作原理如圖2所示。 圖 2 繼電特性示意圖 如圖2所示，X2表示繼電器吸合值，繼電器的輸入電壓大于繼電器吸合值時(shí)，繼電器鐵芯吸合。X1稱為繼電器釋放值，繼電器的輸入電壓小于繼電器釋放值時(shí)，繼電器鐵芯釋放。Kf＝X1/X2是繼電器的返回系數(shù)。Kf值的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是應(yīng)控制在 0.1～0.4之間，防止因?yàn)槔^電器輸入量的波動而引起誤動作。同時(shí)吸

14、引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，繼電器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，交流繼電器應(yīng)該在其標(biāo)稱電壓的 85%下吸合。 繼電器的另一個重要參數(shù)是吸合時(shí)間和釋放時(shí)間。吸合時(shí)間是指從線圈通入工作電壓到鐵芯完全吸合所需的時(shí)間；釋放時(shí)間是指從線圈斷電到鐵芯完全釋放所需的時(shí)間。 4結(jié)論 高壓繼電器投入使用前需要接受檢測，保證繼電器的參數(shù)滿足要求，性能符合工作標(biāo)準(zhǔn)。本文在介紹節(jié)繼電器原理的基礎(chǔ)上，針對繼電器成品進(jìn)行工作參數(shù)進(jìn)行檢測，主要包括繼電器線圈的工作電流、觸頭接觸電阻、吸合釋放電壓等項(xiàng)目，確保壓力繼電器能夠穩(wěn)定可靠的工作。 參考文獻(xiàn) [1]馮曉. 基于ARM 的智能繼電器測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D] . 上海:東華大學(xué),2009. [2]鄭天丕. 電磁繼電器檢測中的誤區(qū)淺析[J] . 試驗(yàn)與檢測,2003,4(3) : 65-69. [3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:高等教育出版社,2006. [4]劉民. 一種測量接觸電阻的新方法. 宇航計(jì)測技術(shù), 2005, 25(3): 22-25 - 7 -