不同类型负载下电磁继电器失效模式研究

摘要

随着电工电子技术的发展，电磁继电器在自动控制电路中的安全问题日益凸显。因继电器老化失效引起的事故具有突发性，且存在于任何使用电磁继电器的系统之中，严重影响各行各业的安全生产，从而导致人身伤亡及财产损失事故的发生。
　　电磁继电器最容易受到侵蚀熔焊等破坏的部件是触点，故障比率甚至达到电磁继电器总故障率的80％或更高。近年来，大量学者和研究人员针对阻性负载条件下电磁继电器触点的故障模式进行了大量的实验和详细的分析研究。然而鲜有研究人员研究电磁继电器触点在感性和容性负载条件下的失效模式，亦少有文献研究电磁继电器在感性负载、容性负载和阻性负载这三种负载条件下的失效模式进行比较分析。
　　自动控制电路中，电磁继电器的失效多是由电磁继电器负载引起的，阻性负载、容性负载和感性负载三种负载各具不同的负载特性。本文首先分析不同负载特性对电磁继电器失效模式的影响，设计不同负载下电磁继电器失效模式验证试验，研究不同类型负载对电磁继电器失效模式的影响，对于指出产品设计工艺及制造工艺中的薄弱环节，提高产品工作可靠性，保证含继电器的自动控制电路系统的安全运行具有重要的现实意义。
　　本文选取12支某厂具有普遍性和典型性的JZX-22F(D)2Z型电磁继电器作为失效模式验证试验研究对象，通过单片机程序及驱动芯片MC1413实现对每只继电器依次驱动，每组触点动作1000次测试并记录电磁继电器性能衡量指标一次。在阻性负载、感性负载及容性负载条件下每组4支进行失效模式验证试验，得到电磁继电器性能衡量指标的变化趋势。
　　统计分析不同负载下性能衡量指标的退化数据，并通过主成分分析方法对性能衡量指标降维，验证三种不同负载下电磁继电器的失效模式。结果表明，感性负载条件下超程时间减小，触点失效以磨损失效为主；容性负载条件下触点间隙减小，接触电阻减小，触点桥接失效显著；阻性负载条件下接触电阻逐渐增大，触点因受到空气氧化或受到电侵蚀而产生污染物，最终污染失效。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2继电器失效模式国内外研究现状

1.3课题研究的技术路线

1.4课题研究的主要内容

第2章 电磁继电器触点失效分析与失效模式

2.1电磁继电器电磁机构动态过程分析

2.2电磁继电器接触失效模式

2.3不同负载特性对电磁继电器的影响分析

2.4本章小结

第3章 试验对象、条件与参数

3.1电磁继电器失效模式验证试验对象及条件

3.2试验性能衡量指标的选取

3.3失效判据

3.4本章小结

第4章 失效模式验证试验设计

4.1系统总体方案设计

4.2系统硬件电路设计

4.3试验额定负载设计

4.4本章小结

第5章 触点失效模式的确定

5.1不同负载下敏感参数退化趋势

5.2不同类型负载下电磁继电器触点失效模式分析与比较

5.3不同负载特性对电磁继电器寿命的影响

5.4性能衡量指标评价效果分析

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况.

致谢