小容量交流連接器可靠性試驗裝置的研制

小容量交流連接器可靠性試驗裝置的研制

0繼電器可靠性試驗方法探測器和分離器是典型的低壓電器產(chǎn)品，廣泛應用于各種生產(chǎn)線中。隨著工業(yè)和科學技術(shù)的發(fā)展,不少裝置日益向大容量、自動化程度高等方面發(fā)展,整機或系統(tǒng)變得更為復雜,使用的零部件越來越多。若接觸器、繼電器的可靠性不高,就會造成使用它們的控制系統(tǒng)頻繁發(fā)生故障而停工,從而導致巨大的經(jīng)濟損失。這是因為一個系統(tǒng)使用的元件越多,元件的可靠性對整個系統(tǒng)的可靠性影響越大。一個可靠性串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度等于它所用各元器件的可靠度的乘積。換言之,系統(tǒng)越大,對其所用元器件的可靠性要求越高?？梢?接觸器、繼電器可靠性技術(shù)的研究對于提高控制系統(tǒng)的可靠性具有重要的理論和應用意義。當前電器可靠性研究的熱點問題主要有可靠性標準的制定、可靠性試驗方法和試驗技術(shù)的研究和產(chǎn)品失效機理的分析研究。我國于2005年11月實施了機械行業(yè)標準JB/T10522-2005《小容量交流接觸器可靠性試驗方法》。當前的控制電器可靠性試驗裝置已采用計算機技術(shù),設計時需要解決的一些問題主要有:①裝置的抗干擾問題;②交直流負載的兼容問題;③試驗負載的配套問題;④性能價格比的問題。本文的研究以相關(guān)機械行業(yè)標準為依據(jù),確定了可靠性試驗的試品準備、試驗條件、試驗檢測的項目和方法、失效判據(jù)等技術(shù)指標,設計了以工控機為主機的小容量交流接觸器可靠性試驗裝置。下文介紹該裝置的性能特點及軟、硬件結(jié)構(gòu)。1測試安裝接觸器可靠性試驗裝置是對低壓電器產(chǎn)品中的接觸器作模擬用電的負載試驗裝置,按相關(guān)標準對觸頭進行考核,對產(chǎn)品進行可靠性試驗。1.1試品控制及運行要求(1)能同時對16臺160A及以下規(guī)格的交流接觸器試品進行可靠性試驗。(2)試品觸點回路為直流,電壓為24、6V,電流為1、0.1A,負載為阻性。(3)線圈驅(qū)動電路交、直流兼容。試品控制線圈額定電壓為交流400V以下,可通過萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇交流5檔:36、110、127、220、380V;為了擴展裝置功能,也可對直流240V以下的產(chǎn)品進行試驗,也有5檔:24、36、48、110、220V。(4)能同時對64對觸點的閉合壓降及觸點間電壓進行監(jiān)測,并能同時對16臺試品的吸合及釋放時間進行監(jiān)測。(5)有意外斷電識別和數(shù)據(jù)保護功能。試品發(fā)生故障時,試驗裝置自動打印故障試品編號及故障類型,并能將故障試品進行切除和自動記錄試驗次數(shù)。(6)能調(diào)節(jié)各監(jiān)測量的整定值;試品操作頻率在300～7200次/h范圍內(nèi)可調(diào);試品負載因數(shù)可調(diào)。1.2試驗裝置的組成根據(jù)試驗產(chǎn)品的不同要求,本裝置可做兩種直流電壓下的各兩種負載電流試驗(24V/1A;24V/0.1A;6V/1A;6V/0.1A)。為配合以上4種規(guī)格的試驗,本裝置由4種負載組成,每種負載有64路,對應64對觸頭,它可對16臺試品同時進行試驗(每臺產(chǎn)品為兩常開、兩常閉)。本裝置采用抽屜柜式安裝,每抽柜由16對觸頭(4臺試品)組成獨立的試驗線路。2d/a轉(zhuǎn)換電路與試驗體驗工程試驗裝置以工控機為控制主機配以一系列的外圍模塊化電路,主要包括:(1)工控機系統(tǒng)及顯示器、鍵盤、打印機等完成試驗的參數(shù)輸入、過程的控制和結(jié)果的輸出。(2)交、直流兼容線圈驅(qū)動電路,根據(jù)來自計算機的線圈控制信號以及試品線圈是直流還是交流來施加驅(qū)動信號于操作試品。(3)負載電源和試品觸點上的負載決定了試驗的負載條件,根據(jù)試驗標準改變不同的試驗電壓和負載,使試驗在規(guī)定的負載條件下進行。試品的觸點在閉合和打開的情況下會有不同的觸點電壓。正常情況下,觸點閉合時兩端電壓就是接觸壓降,打開時兩端電壓應為斷開電壓。(4)D/A轉(zhuǎn)換電路將來自計算機的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬的電壓量,從而形成監(jiān)測觸點閉合及打開是否良好的一個判定門限值。顯然在觸點閉合和打開的不同情況下,這個門限值也是不同的。(5)電壓比較器將觸點上的電壓值與計算機產(chǎn)生的門限電壓值相比較,計算機根據(jù)比較的結(jié)果,由計算機判定觸點是否失效。試驗裝置的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。2.1接收點及其同接口點電壓分析觸點狀態(tài)監(jiān)測電路由信號調(diào)理電路、電壓比較器、光電耦合器、寄存器等組成。該電路如圖2所示。圖上僅畫出一路觸點的監(jiān)測電路,為同時監(jiān)測64對觸點,實際上這樣的電路有64套。觸點上的電壓經(jīng)過信號調(diào)理電路送入電壓比較器。同時,由工控機通過D/A轉(zhuǎn)換電路將用于比較的電壓門限值送到電壓比較器的另一端。2.2試品線圈電源及輸出隔離這套電路采用固體繼電器和整流橋等來組成,可實現(xiàn)交直流線圈的驅(qū)動兼容,電路圖略。輸入/輸出隔離,使試品線圈的電源與計算機系統(tǒng)完全隔離。由于試品線圈是感性元件,在通斷線圈時會引起過電壓和很強的電磁干擾。采用輸入/輸出隔離的電路會大大減弱這種干擾和避免過電壓對計算機系統(tǒng)的破壞。2.3門限值的確定監(jiān)測觸點能否可靠閉合和打開是可靠性試驗的基本內(nèi)容,而判斷的依據(jù)便是監(jiān)測觸點上的電壓是否在預定的門限值范圍內(nèi)。產(chǎn)生該門限電壓的發(fā)生電路如圖3所示。2.4試驗中的電源推薦采用直流電源由于大功率開關(guān)電源和線性穩(wěn)壓電源的普及,性能價格比很高。在實際應用當中,接觸器可靠性試驗裝置采用穩(wěn)壓電源作為直流試驗電源。3試驗安裝的控制軟件3.1數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查計算機啟動自檢結(jié)束后,自動進入試驗主菜單,操作步驟在屏幕上都有提示,按提示操作即可,除按初始化命令并確認全部清除以前的試驗數(shù)據(jù)外,其他命令不影響已取得的失效數(shù)據(jù)。其主要操作命令有:(1)試驗初始化,試驗數(shù)據(jù)清除,同時檢查試品的接線情況。(2)試驗項目輸入,修改運行參數(shù)。(3)試驗按設定的試驗參數(shù)運行,監(jiān)測和存貯試驗數(shù)據(jù)。(4)顯示運行參數(shù)。顯示試驗條件及試品接線情況,可以用來核對試品接線的正確與否。顯示試品失效記錄。(5)打印試驗報告,包括運行參數(shù)和失效記錄。(6)控制計算機試驗運行前,應將試品接線并將試驗條件調(diào)好,試驗參數(shù)輸入計算機,或?qū)σ延械脑囼瀰?shù)修改完畢。3.2軟件方案的設計采用VB語言與匯編語言混合編程的方法設計了試驗裝置的軟件部分,包括試驗監(jiān)測程序、人機對話程序和設備管理程序。4性能特點及軟硬件結(jié)構(gòu)本文主要闡述了所