电磁继电器的工作参数的检测电气自动化专业.doc

题 目： 电磁继电器的工作参数的检测 　 - 1 - 答辩论文 目 录 摘 要 1 1 引言 1 2 电磁继电器的基本原理介绍 1 3 标继电器的性能检测题 3.1 线圈参数检测 2 3.2 温升检测 3 3.3 吸合释放电压检测 6 4 结论 7 参考文献 7 答辩论文 电磁继电器的工作参数的检测 摘要：针对电磁继电器的应用越来越广泛，市场上存在的一些电磁继电器参数检测仪器的缺点。本文在介绍继电器原理的基础上，针对继电器成品进行工作参数进行检测，主要包括继电器线圈的工作电流、触头接触电阻、吸合释放电压等项目，为电磁继电器正常工作提供一定的保障。 关键字：电磁继电器；检测；工作参数 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 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: Electromagnetic relay; Testing; Working parameters 1 引言 “实践是检验真理的标准”，在产品生产过程中，检测是必不可少的一部分，有的还是工艺过程的一道工序。电磁继电器具有体积小、重量轻、触点开路绝缘 电阻高和接触电阻小，抗空间辐照、抗电磁干扰好、使用方便等特点。他的应用越来越广泛，它是电力系统以及其他电气控制系统中常用的开关元件，它的可靠性是电力系统和其他电气控制系统可靠运行的重要保证。因此，需要对电磁继电器的一些工作参数进行检测。电磁继电器的工作参数主要有电器线圈的工作电流、触头接触电阻、吸合释放电压等项目 2 电磁继电器的基本原理介绍 电磁继电器的组成部分一般包括电磁铁、铁芯、弹簧、触头等相关部分。对于电压型电磁继电器，将交流电压加在线圈两端，电磁线圈就会产生电流，形成电磁效应，铁芯受到电磁铁吸力所用，克服弹簧力，与磁轭闭合，这样高压回路的动触头与静触头就会发生断开。当线圈两端没有电压时，电磁铁的吸力就会消失，铁芯在弹簧力的作用下，恢复到初始闭合的位置处，这时高压回路的动触头与静触头会吸合在一起。因此，这样的断开与吸合可以控制电路的导通与切断。 电磁继电器的结构主要由高压回路，反力结构，电磁结构以及其它辅助结构构成，主要的结构示意图如图1所示。 图1 电磁继电器的结构示意图 3继电器的性能检测 继电器投入使用前需要接受检测，以保证继电器的参数满足要求，性能符合工作标准。对于本文制作的电磁式高压继电器，主要进行温升检测、工作电压电流检测、接触电阻检测、耐压试验以及投入工作运行的寿命试验。 3.1线圈参数检测 在电磁式高压继电器的产品设计中，很多参数都是根据线圈参数来设定的。因此线圈参数值的准确性就显得尤为重要，必须进行精确的测量，验证设计的正确与否。 （1）线圈电阻电感测量 线圈本身参数包括空心线圈电感与空心线圈电阻。由于工作中铁芯的存在，继电器的工作电感是在不断变化的，我们同时需要测量的是继电器闭合时的工作电感。 采用 LCR 表对线圈进行测量。LCR 测试仪能准确并稳定地测定各种类型的元件参数，主要是用来测试电感、电容、电阻的测试仪。它具有功能直接、操作简便等特点。 测量步骤如下： 1）设置测试频率； 2）设置测试电压水平； 3）选择测试参数； 4）仪器校准； 5）选择测试夹具； 6）夹具补偿； 7）将继电器线圈连接夹具开始测量。 （2）线圈工作电流测量 继电器稳态工作电流是继电器到达稳定闭合位置后，线圈中所流过的电流。稳态电流影响线圈的发热与温升。电磁继电器的稳态工作电流主要由工作电压和电磁线圈的工作参数来决定。 为了防止其他因素的影响，我们检测时需要对继电器的工作电流进行直接的测量，选用钳形电流表作为测量器件。钳形电流表是由电流互感器和电流表组合而成。电流互感器的铁芯在捏紧扳手时可以张开；被测电流所通过的导线可以不必切断就可穿过铁芯张开的缺口，当放开扳手后铁芯闭合。穿过铁芯的被测电路导线就成为电流互感器的一次线圈，其中通过电流便在二次线圈中感应出电流，从而使二次线圈相连接的电流表便有指示，测出被测线路的电流[35~36] 3.2温升检测 （1）线圈参数检测 最高容许温度减去周围环境的温度，称为最高容许温升。线圈的最高容许温升决定于所选用的绝缘材料的最高容许温度。按国家标准绝缘材料分为七级，而电磁铁线圈所选取的漆包线的等级在 A 级程度，最高容许温度为 105°C。 线圈的温升和发热大小能从电流密度上面体现出来，线圈的电流密度J取的越高，则线圈的发热越厉害。而电磁铁线圈所能承受的电流密度的大小和继电器的工作状况有关。如果继电器是长期连续通电工作的，电磁铁线圈的各部分温升都会达到最高的一个稳定值，所以此时的电流密度要低一些。 这里涉及到一个持续工作率 HB： （1） 式中t1——工作时通电时间； t2——工作周期时间。 不同的工作持续率对线圈温升的影响在于。长时间工作制下，继电器的各部分都会在最高稳定温度下持续工作一段时间，这样就要求设备能承受最高温度，所电流密度要取得小一些。而短时工作制情况下电磁继电器温度并未上升到最高便始断电，温度下降。这种情况下工作电流可以取的大一些。不同工作条件下要求流密度不同。长时间工作下的电流密度为 2-4A/mm2；反复短时工作下的电流密度为5-12A/mm2；短时工作下的电流密度为 13-30A/mm2。 由上述分析可知继电器的工作电流密度对继电器的工作状态有着至关重要的影响。在本文中电磁继电器的工作电流密度，主要是要考虑其工作时的稳态电流。虽然在铁芯释放位置的激磁电流很大，但是由于继电器的吸合时间很短，从而对继电器的工作温度影响很小。由于继电器在闭合位置的停留时间相对较长，因此稳态工作电流的大小起到了决定性作用。根据上节中测得的继电器稳态工作电流值，可以计算工作电流密度： （2） 式中I——工作电流； qk——导线横截面积。 （1）直接温升检测 温升过高，会严重影响继电器的使用寿命： 1）温度的升高，加速绝缘的老化，绝缘性能下降，缩短使用寿命。 2）温度的变化，引起绝缘材料的变形，影响继电器动作参数的变化。 3）温度的升高，线圈温升增高，电阻增大，影响到吸合、释放参数的变化。 4）温度的升高，加速触点的氧化，加剧表面膜电阻的形成，影响接触的可靠性。 从上节的计算中可以得出继电器能够满足长时间工作下的温升要求，但是不能够直接观测继电器各个零部件的具体温升。对于温升的测量，可以有效检测电器内部故障。如继电器内部连接部件，在外检测比较难，但如果其接触不良会从温升变化上显示。此外装置中绝缘材料的老化、开裂、脱落以及继电器内部元件受潮，工作部件损耗增大等。这一系列的情况都会通过温升反映出来。因此本文直接对电磁继电器进行温升测量。 采用 Fluke Ti25 热像仪检测，红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。红外热像仪能够将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像通过显示的不同颜色代表被测物体的不同温度。该热像仪可以有效的检测产品各部分的温升，易于检测出内部缺陷。 继电器的发热主要来源于电感线圈以及铁芯，电感线圈单次温度是在线圈冷却后再次通电结束所获得的温度。稳定温度是按照一定的占空比动作最终达到的稳定温度。 3.3 吸合释放电压检测 继电器的主要任务是分断、闭合电路，继电器输入、输出的变化表现为继电器的继电特性，其工作原理如图2所示。 图 2 继电特性示意图 如图2所示，X2表示继电器吸合值，继电器的输入电压大于继电器吸合值时，继电器铁芯吸合。X1称为继电器释放值，继电器的输入电压小于继电器释放值时，继电器铁芯释放。Kf＝X1/X2是继电器的返回系数。Kf值的工业标准是应控制在 0.1～0.4之间，防止因为继电器输入量的波动而引起误动作。同时吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，继电器工业标准，交流继电器应该在其标称电压的 85%下吸合。 继电器的另一个重要参数是吸合时间和释放时间。吸合时间是指从线圈通入工作电压到铁芯完全吸合所需的时间；释放时间是指从线圈断电到铁芯完全释放所需的时间。 4结论 高压继电器投入使用前需要接受检测，保证继电器的参数满足要求，性能符合工作标准。本文在介绍节继电器原理的基础上，针对继电器成品进行工作参数进行检测，主要包括继电器线圈的工作电流、触头接触电阻、吸合释放电压等项目，确保压力继电器能够稳定可靠的工作。 参考文献 [1]冯晓. 基于ARM 的智能继电器测试系统的设计与研究[D] . 上海:东华大学,2009. [2]郑天丕. 电磁继电器检测中的误区浅析[J] . 试验与检测,2003,4(3) : 65-69. [3] 康华光.电子技术基础[M]. 北京:高等教育出版社,2006. [4]刘民. 一种测量接触电阻的新方法. 宇航计测技术, 2005, 25(3): 22-25 - 7 -