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电磁继电器触头动熔焊特性模拟实验系统设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-06-20  浏览次数:132
核心提示:模拟实验系统的设计与开发是研究继电器触头动熔焊特性的根本,本文所提出的电磁继电器动熔焊特性模拟实验系统基于原位测试的基本
        模拟实验系统的设计与开发是研究继电器触头动熔焊特性的根本,本文所提出的电磁继电器动熔焊特性模拟实验系统基于原位测试的基本原理,以典型的拍合式汽车继电器为电触点装配载体,开关电器通过设计五个手动位移滑台构成的五自由度调整机构及开关装卡连接机构,能够实现弹簧反力、闭合超行程/静压力、磁间隙等继电器机械参数的可调整功能。同时亦设计了以高速数据处理器 ARM7(LPC2292)及开关电器逻辑控制器 FPGA(EP1C3)为核心、高性能模数转换器 AD9260为采集单元的六通道高速十六位数据同步采集及处理电路等硬件模块。在实验中能够同步监测触点动态接触力、触点电压/压降、触点动态位移、线圈电流及触点电流等参数。基于LabVIEW软件开发的友好型人机交互界面可完成实验参数设置、测试数据/波形显示等功能。通过模拟实际开关电器中触头的运动方式,该系统能够准确、开关电器全面的评价触头的抗熔焊特性,为触头材料组分设计、改善制造工艺提供实验平台。并在此基础上,分析电器开关机械参数、电负载条件等对熔焊特性的影响,以减小触头熔焊为目的,开关电器为开关电器的机械参数设计、触头材料优选提供指导。开关电器
       系统主要功能与技术指标  :
       (1)  测试继电器机械参数可调整:三个竖直Z轴和一个平面X/Y轴开关电器手动位移滑台构成的五自由度联合调整机构及相应连接机构不仅能够实现继电器在X、Y、Z三个方向上任意空间位置的调整,结合孔距25mm×25mm的阵列光学隔振面包板,亦实现了测试开关磁间隙、触点开距、机械反力及静压力(超行程)四个机械参数的调整。系统机械参数调整范围均为0~25mm,精度10μm。 开关电器
       (2)  更换触头材料功能:通过设计与原始继电器动簧开关电器片、衔铁、静簧片等尺寸参数一致的零件,并铆接触点,在不更换电磁系统的基础上达到了更换触点的目的。在消除测试开关电磁驱动线圈参数分散性对实验干扰的同时,亦大大降低了测试成本。 开关电器
       (3)  电信号监测:通过在触头线圈电流回路中串联千开关电器分之一精度采样电阻测试线圈电流信号;通过串联在触点负载回路的三个不同量程霍尔电流传感器(KT20A/P,KT50A/P,KT100A/P,北京科海科技有限公司)测试触点电流,量程及精度分别为:20A/0.02A,50A/0.05A,100A/0.1A;通过电阻分压法和差分放大器分别测试分断和闭合过程中的触头电压和触头压降,测试精度分别为0.03V和3mV。 开关电器
       (4)  动态接触力测量:采用美国PCB公司的209C11型号压电石英力传感器测量静触头的动态接触力,测量范围:-4.9~5N;精度:0.09mN,响应频率范围0.5Hz~30kHz。 开关电器
     (5)  触头动态位移测量:使用德国Epsilon公司的ILD2220激光位移传感器测量动触头及衔铁任意位置的实时位移和速度,测量范围:20mm~22mm;精度30nm,采样率:20kHz。 
       (6)  测试参数监测:使用六通道十六位开关电器高速数据采集卡(采样范围:0.5V~4.5V;最大采样深度:128ms,最高采样率:2MHz)同步监测动态接触力、触点电压/压降、触点电流、线圈电流五路信号,并根据上述信号实现了对熔焊力、静压力、碰撞力、接触电阻(精度:0.1mΩ)、燃弧能量(精度:1μJ)及回跳总时间等时间参数(精度:0.5μs)。 
       (7)  可提供测试继电器线圈电压范围:0~36V,精度:0.1V;可提供负载电压/电流范围:0~100V/0~100A,精度:0.1V/0.1A。 
       (8)  系统软件:基于LabVIEW软件平台编撰的友好型人机交互界面软件能够完成测试参数设置、实验波形及测试结果显示、数据存储(以Excel格式保存)、故障保护等功能。 开关电器
 

 
 
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