PILZ電磁繼電器觸頭動熔焊特性研究
觸頭動熔焊問題現已成為制約PILZ電磁繼電器高可靠與長壽命發展的關鍵,通過相關實驗獲得繼電器電壽命實驗過程中的觸頭材料退化信息,不僅有利于觸頭材料的電性能科學評價,同時亦有益于繼電器熔焊失效機理和影響因素的分析。

PILZ電磁繼電器觸頭動熔焊特性研究
以所開發的PILZ電磁繼電器動熔焊特性模擬實驗系統為基礎,針對觸頭分斷過程中伴隨的動熔焊現象和閉合回跳進行了全面的實驗研究,同時深入分析并闡述了熔焊力與回跳的關系以及相關參數的影響規律。首先,提出并設計了一種新型PILZ電磁繼電器觸頭動熔焊特性模擬實驗系統。該系統通過五自由度聯合機械調整機構實現了待測繼電器彈簧反力、閉合超行程/靜壓力、磁間隙和觸點開距等參數的調整;以壓電石英力傳感器、激光位移傳感器等電參數測試單元實現了觸點動態接觸力、動態位移、觸點電壓/壓降、觸點電流、線圈電流等信號的監測。基于LabVIEW軟件開發的友好型人機交互界面實現了實驗參數設置、測試數據/波形顯示及存儲等功能。其次,引入了觸點碰撞力、靜壓力提取方法,且通過設計靜壓力校準實驗驗證了其計算方法的準確性;對觸點分斷過程典型熔焊力波形進行了解析,建立了以靜觸點為受力分析對象的熔焊過程物理力學模型,設計了熔焊力等參數的下位機提取算法。PILZ電磁繼電器是工業控制領域廣泛應用的電子元器件之一,其可靠工作與否將影響控制系統的可靠性。在振動環境下PILZ電磁繼電器的特性參數會發生變化,通過試驗測試了繼電器的振動極限加速度,并以此為閾值得出了振動條件下繼電器吸合、釋放電壓及時間參數的變化規律,分析了特性參數變化的原因。所得的結論對于PILZ電磁繼電器力學環境下的失效分析具有實用價值。再次,建立了觸點回跳過程的力學模型,研究了碰撞速度、靜壓力與回跳寬度、回跳高度的數學模型;分別研究了磁間隙與觸點回跳、閉合超行程與觸點回跳、電負載與觸點回跳和負載電壓與回跳寬度的關系。zui后,基于電壽命實驗中回跳總時間、回跳次數、zui后一次回跳寬度與熔焊力的分布關系,建立了閉合回跳時觸點形變恢復力與熔焊力競爭的物理力學模型,闡述了動熔焊的形成過程;統計分析了熔焊力、靜壓力、回跳等參數在電壽命實驗中的退化特征與繼電器失效機理。還得到了觸點在不同電負載條件下的熔焊力分布特性。所開發的繼電器熔焊特性模擬實驗系統不僅可為觸點材料組分設計、制造工藝優化提供實驗平臺,也可為繼電器機械調整參數的優化和觸點材料的優選提供實驗驗證。