CN103018667A - 交流接触器特性测试分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流接触器特性测试分析系统，其特征在于：包括一交流接触器特性测试分析平台以及受控于该交流接触器特性测试分析平台的电信号测试分析模块、非电信号测试分析模块经一电压互感器测试模块采集交流接触器的触头系统电压信号和激磁线圈电压信号；所述的电信号测试分析模块经一电流互感器测试模块对交流接触器的触头系统电流信号和激磁线圈电流信号进行采集；本发明首次将交流接触器选相分合闸控制模块引入整个测试分析系统中，为全面测试交流接触器的性能指标和电寿命预测奠定基础；而且首次将声音传感器测试引入测试系统中，解决了封闭在外壳中的铁心和触头的弹跳测试问题，为类似的电磁电器提供测试思路。

Description

交流接触器特性测试分析系统

技术领域

本发明涉及交流接触器技术领域，特别是一种交流接触器特性测试分析系统。

背景技术

交流接触器作为量大面广的一类低压电器产品，如何进一步改善性能指标、提高电寿命，是近年来研究的热点。随着传感技术、虚拟技术及计算机技术的发展，低压电器的测量方式得到不断改进，测量精度也不断提升，特别是虚拟仪器（VI）技术的应用进一步提高了测试系统的开发效率、降低系统的开发成本。交流接触器的动作特性可以直接反映接触器的整体性能，对交流接触器的动作时间、铁心碰撞与弹跳，以及触头系统的弹跳情况进行测试，能够真实反映交流接触器的工作状态，对提高使用寿命、改善系统的可靠性，都有明显的作用。在频繁通断的场合，要求交流接触器能快速动作，这就要求有较高的运动速度。但是，高速度将造成碰撞能量增加，产生闭合过程的铁心与触头弹跳，铁心弹跳减少接触器的电寿命和机械寿命，同时也引起触头系统的弹跳；触头弹跳产生电弧，影响电器的可靠工作。因此，快速动作和减小碰撞能量就成为了技术要求上的一对矛盾，在设计中要兼顾到这两项技术要求，就必须研究其动作特性，动态特性测试是行之有效的一种方法。

目前常用的测试方式有两大类：

（1）接触式测量方式：将传感器直接安装在需要测试的部件上，直接获取触头和铁心的位移、速度与加速度等相关特征信号，送入测试系统进行测量和分析。这种方法价格便宜，可以获得直接参量。但在测试中将会引入额外的质量与反力，改变接触器的动态特性，再者，接触器内部空间狭小，结构紧凑，在不破坏接触器本体结构的情况下，传感器如何安装是需要解决的一个难题。

（2）非接触式测量方式：近年来采用高速摄像机、激光传感器等非接触式测量的系统不断涌现，其极大提高了系统的测试精度和测试范围。如采用高速摄像机对已标记的目标进行高速拍摄，并通过亚像素技术来提取目标图像的位置,实现无接触式动态特性的测量；利用高精度激光位移传感器通过激光三角原理，测取直流电器触头弹跳的特征参数，并作相关的分析。上述两者均为非接触式测量，测量过程中不改变接触器的固有特性，在传感器安装与抗干扰方面有得天独厚的优势。由于激光位移传感器能够直接输出正比于位移的电压信号，相对于高速摄像机而言，在测距方面的应用更为直接方便。

但是，采用高速摄像机和激光传感器的测量方式价格比较昂贵，测试的信号单一，要想全面分析交流接触器的触头系统和铁心系统特性，必须建立综合分析系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种交流接触器特性测试分析系统，是一集控制、测试、分析为一体的测试系统。

本发明采用以下方案实现：一种交流接触器特性测试分析系统，其特征在于：包括一交流接触器特性测试分析平台以及受控于该交流接触器特性测试分析平台的电信号测试分析模块、非电信号测试分析模块以及一交流接触器控制模块；所述的电信号测试分析模块经线圈电压信号调理模块和触头电压信号调理模块控制一电压互感器测试模块采集交流接触器的触头系统电压信号和激磁线圈电压信号；所述的电信号测试分析模块经线圈电流信号调理模块和触头电流信号调理模块控制一电流互感器测试模块对交流接触器的触头系统电流信号和激磁线圈电流信号进行采集；所述非电信号测试分析模块经位移信号调理模块、速度信号调理模块和加速度信号调理模块控制一激光传感器测试模块测试铁心和触头的位移、速度、加速度参量；所述非电信号测试分析模块经铁心动作时间与弹跳时间信号调理模块和触头动作时间与弹跳时间信号调理模块控制一声音传感器测试模块进行铁心动作时间、铁心弹跳次数与时间、触头动作时间、触头弹跳次数与时间的数据采集；所述交流接触器特性测试分析平台将所述电信号测试分析模块和非电信号测试分析模块分析的数据进行分析和预测，并将结果送到一数据分析输出结果模块进行保存和输出。

在本发明一实施例中，所述的电信号测试分析模块能显示测量电信号的有效值和最大值、功率因数、频率以及频谱分析。

在本发明一实施例中，所述的非电信号测试分析模块能显示触头和铁心的弹跳情况、动作时间、动态位移、动态速度、动态磁链以及动态吸力参量。

本发明首次将交流接触器选相分合闸控制模块引入整个测试分析系统中，为全面测试交流接触器的性能指标和电寿命预测奠定基础；而且首次将声音传感器测试引入测试系统中，解决了封闭在外壳中的铁心和触头的弹跳测试问题，为类似的电磁电器提供测试思路。

附图说明

图1是本发明系统框架原理示意图。 

具体实施方式

下面结合附图及实施对本发明做进一步说明。

本发明交流接触器特性测试分析系统为集控制、测试、分析为一体的测试系统，有三个主要部分：

（一）交流接触器选相分合闸控制模块：交流接触器在运行过程中，其电磁机构的合闸相角直接导致电磁机构有不同的动态特性，由此引起不同的铁心碰撞和触头弹跳，影响接触器的电寿命和整体性能指标，分闸过程电磁机构的分闸相角不同，将导致触头系统在主电路电流的不同时刻分开，由此产生不同的触头分断电弧，接触器如果工作在AC4重任务时，情况更加严重。所以，通过这个模块的控制，可以方便的实现交流接触器不同工作状态的特性测试与分析。

（二）交流接触器特性测试模块：采用电压、电流传感器采集触头系统和铁心系统的电压、电流信号；采用激光传感器采集触头系统和铁心系统的位移信号；采用声音传感器采集铁心和触头的动作时间与弹跳信号；将所有信号送入数据采集系统，完成交流接触器特性测试工作。尤其首次将声音信号引入测试系统，对接触器的动作时间和弹跳信号进行分析，解决了封闭在外壳中的铁心和触头的弹跳测试问题。

（三）上位机特性分析管理模块：该模块具有平台管理、数据存储、数据分析、通信等功能，可以对交流接触器进行控制、检测和分析，形成完整的特性测试分析系统。

具体的，如图1所示，本实施例提供一种交流接触器特性测试分析系统，其特征在于：包括一交流接触器特性测试分析平台以及受控于该交流接触器特性测试分析平台的电信号测试分析模块、非电信号测试分析模块以及一交流接触器控制模块；所述的电信号测试分析模块经线圈电压信号调理模块和触头电压信号调理模块控制一电压互感器测试模块采集交流接触器的触头系统电压信号和激磁线圈电压信号；所述的电信号测试分析模块经线圈电流信号调理模块和触头电流信号调理模块控制一电流互感器测试模块对交流接触器的触头系统电流信号和激磁线圈电流信号进行采集；所述非电信号测试分析模块经位移信号调理模块、速度信号调理模块和加速度信号调理模块控制一激光传感器测试模块测试铁心和触头的位移、速度、加速度参量；所述非电信号测试分析模块经铁心动作时间与弹跳时间信号调理模块和触头动作时间与弹跳时间信号调理模块控制一声音传感器测试模块进行铁心动作时间、铁心弹跳次数与时间、触头动作时间、触头弹跳次数与时间的数据采集；所述交流接触器特性测试分析平台将所述电信号测试分析模块和非电信号测试分析模块分析的数据进行分析和预测，并将结果送到一数据分析输出结果模块进行保存和输出。

请继续参见图1，图中：C为交流接触器，U为电压互感器测试模块，I为电流互感器测试模块，UX为线圈电压信号调理模块，UC为触头电压信号调理模块，IX为线圈电流信号调理模块，IC为触头电流信号调理模块，B为电信号测试分析模块，M为交流接触器控制模块， P为交流接触器特性测试分析平台，D为数据分析输出结果（含各种参数和电寿命预测分析）模块，J为激光传感器测试模块，S为声音传感器测试模块，X为位移信号调理模块，V为速度信号调理模块，A为加速度信号调理模块，T为铁心动作时间与弹跳时间信号调理模块，Y为触头动作时间与弹跳时间信号调理模块，W为非电信号测试分析模块，E为模块分析后的各种电信号有效值，G为模块分析后的各种电信号最大值，H为功率因数，K为频率，L为频谱分析结果，N为触头和铁心的弹跳情况，Q为动态位移，R为动态速度，Z为动态磁链，F为动态吸力。

其具体工作原理如下：

交流接触器特性测试分析平台P负责整个系统的协调和测试工作，该交流接触器特性测试分析平台可以是一台高性能的电脑，有着良好的人机界面，和丰富的管理功能。首先根据需要，起动交流接触器控制模块M，确定交流接触器的工作状态，然后，同时起动电信号测试分析模块B和非电信号测试分析模块W，由电信号测试分析模块B经过电压互感器测试模块U和电流互感器测试模块I进行相关电信号采集，经过线圈电压信号调理模块UX、触头电压信号调理模块UC、线圈电流信号调理模块IX、触头电流信号调理模块IC，得到触头系统电压、电流信号和激磁线圈电压、电流信号；由非电信号测试分析模块W同时起动激光传感器测试模块J和声音传感器测试模块S，激光传感器测试模块J通过位移信号调理模块X、速度信号调理模块V、加速度信号调理模块A，测试铁心和触头的位移、速度、加速度参量，声音传感器测试模块S通过铁心动作时间与弹跳时间信号调理模块T和触头动作时间与弹跳时间信号调理模块Y，进行相关数据采集，采集的信号经过分析模块的分析，电信号测试分析模块B可以显示各种电信号有效值E、各种电信号最大值G和功率因数H、频率K、频谱分析L，为整体性能分析奠定基础；非电信号测试分析模块W可以显示触头和铁心的弹跳情况N、动态位移Q、动态速度R、动态磁链Z、动态吸力F各参量，最后汇总到交流接触器特性测试分析平台P中，进行分析和预测，其结果送到数据分析输出结果模块（含各种参数和电寿命预测分析）D中，保存和输出。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (3)

1.一种交流接触器特性测试分析系统，其特征在于：包括一交流接触器特性测试分析平台以及受控于该交流接触器特性测试分析平台的电信号测试分析模块、非电信号测试分析模块以及一交流接触器控制模块；所述的电信号测试分析模块经线圈电压信号调理模块和触头电压信号调理模块控制一电压互感器测试模块采集交流接触器的触头系统电压信号和激磁线圈电压信号；所述的电信号测试分析模块经线圈电流信号调理模块和触头电流信号调理模块控制一电流互感器测试模块对交流接触器的触头系统电流信号和激磁线圈电流信号进行采集；所述非电信号测试分析模块经位移信号调理模块、速度信号调理模块和加速度信号调理模块控制一激光传感器测试模块测试铁心和触头的位移、速度、加速度参量；所述非电信号测试分析模块经铁心动作时间与弹跳时间信号调理模块和触头动作时间与弹跳时间信号调理模块控制一声音传感器测试模块进行铁心动作时间、铁心弹跳次数与时间、触头动作时间、触头弹跳次数与时间的数据采集；所述交流接触器特性测试分析平台将所述电信号测试分析模块和非电信号测试分析模块分析的数据进行分析、判断和预测，并将结果送到一数据分析输出结果模块进行保存和输出。

2.根据权利要求1所述的交流接触器特性测试分析系统，其特征在于：所述的电信号测试分析模块能显示测量电信号的有效值和最大值、功率因数、频率以及频谱分析。

3.根据权利要求1所述的交流接触器特性测试分析系统，其特征在于：所述的非电信号测试分析模块能显示触头和铁心的弹跳情况、动作时间、动态位移、动态速度、动态磁链以及动态吸力参量。

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