CN111832207B - 应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法 - Google Patents

应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，所述方法如下：进行单边规定条件下的烧蚀试验，统计试验后产品的动簧片与静合静簧片触点形貌和烧蚀区域半径，通过触点形貌观测，得到烧蚀半径、熔池深度；建立动簧片和静合静簧片模型，得到规定负载下，动簧片的熔池深度和烧蚀区域半径；利用提取的熔池深度和烧蚀区域半径数据，修正仿真模型；在修正后模型的基础上，建立簧片组双侧接触模型，得到动簧片与静合静簧片、动簧片与动合静簧片在规定寿命下两侧熔池深度之和等于动簧片厚度，此时动簧片临近熔穿，此时距离即为相对最小熔穿距离。本发明节省了一半的负载能源损耗与动作周期，减小了试验消耗，缩短了实验时间。

Description

应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法
技术领域
本发明属于继电器领域，涉及一种应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，具体涉及一种小型密封电磁继电器接触系统动簧片与静合静簧片、动簧片与动合静簧片间相对最小熔穿距离预测方法。
背景技术
密封电磁继电器在工业控制系统中有着广泛的应用，为了保证控制电路的长期、可靠运行，电磁继电器的可靠性十分重要。在设计过程中，密封电磁继电器触簧系统规定条件下，如额定5A、10万次负载的寿命与簧片的耐烧蚀能力存在极大的关联，簧片由于双侧持续承受电弧烧蚀而造成熔穿是一类常见故障。为了在设计阶段有效避免这一现象，在密封电磁继电器的研发过程中，需针对判断密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离进行预测，从而为双侧触点的接触位置提供设计下限。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，通过预先得到动簧片与静合静簧片、动簧片与动合静簧片最小熔穿距离，在小型密封电磁继电器触簧系统设计过程中提供簧片设计数据支撑。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，包括如下步骤：
步骤一、继电器接触系统具有多个簧片，其中：多个簧片包括多个弯折式静合静簧片、多个折弯式动簧片、多个弯折式动合静簧片，多个静合静簧片和多个动合静簧片呈非对称结构，多个静合静簧片和多个动合静簧片均具有冲包，将动簧片、静合静簧片、动合静簧片竖立安装在密封电磁继电器的底板引出杆上；
步骤二、使用触点模拟装置，进行静合静簧片单边额定负载实验，实验后动簧片使用触点形貌观测仪，得到熔池深度、烧蚀区域半径数据；
步骤三、重复步骤二N次（N大于等于5次），记录熔池深度、烧蚀区域半径数据，得到动簧片与静合静簧片的触点形貌和烧蚀半径平均值统计数据；
步骤四：使用有限元仿真软件（如Ansys Workbench）进行电弧仿真，建立动簧片和静合静簧片模型，得到规定负载下动簧片的熔池深度和烧蚀区域半径，使用步骤三中的统计数据修正模型，得到可准确计算动簧片和静合静簧片烧蚀的有限元仿真模型；
步骤五：在修正后的模型中，建立簧片组双侧接触模型，不断缩小动合静簧片与静合静簧片相对位置，直至出现动簧片与静合静簧片、动簧片与动合静簧片在规定寿命下两侧熔池深度之和等于动簧片厚度，此时动簧片临近熔穿，此时距离即为相对最小熔穿距离；
步骤六：依据步骤五中所得到的相对最小熔穿距离，确定为设计过程中的接触系统中静合静簧片与动合静簧片触点中心距的设计下限。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1、试验数据修正单侧仿真模型，再仿真双侧簧片烧蚀作用效果，预测动簧片相对最小熔穿距离；仿真步骤细化且有对应数据验证，提升了计算准确性；
2、仅通过簧片的接触额定负载单边接触试验数据，避免了传统的直接使用双侧簧片试验无法排除对向侧接触所产生的发热与簧片退化影响造成的数据准确性问题；
3、单侧试验比直接双侧试验，节省了一半的负载能源损耗与动作周期，减小了试验消耗，缩短了实验时间；
4、最小熔穿距离应用在电磁继电器的接触系统动簧片设计上，有效提升设计针对性与设计效率。
附图说明
图1为应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法的流程图；
图2为同类型密封电磁继电器示意立体图；
图3为动簧片与静合静簧片单边在规定条件的负载实验下，动簧片与静合静簧片间烧蚀区域半径；
图4为规定条件的负载实验下，动簧片与静合静簧片触点烧蚀形貌。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
步骤一、给出动簧片和静合静簧片基本设计；
步骤二、制作动簧片和静合静簧片初样；
步骤三、将动簧片、静合静簧片、动合静簧片竖立安装在密封电磁继电器的底板引出杆上，进行单边规定条件下的烧蚀试验，得到烧蚀结果，如果烧穿，则执行步骤一，如果未烧穿，则执行步骤四；
步骤四、统计试验后产品的动簧片与静合静簧片触点形貌和烧蚀区域半径，通过触点形貌观测，得到烧蚀半径、熔池深度；
步骤五、在有限元仿真软件中，建立动簧片和静合静簧片模型，得到规定负载下，动簧片的熔池深度和烧蚀区域半径；
步骤六、利用提取的熔池深度和烧蚀区域半径数据，修正仿真模型；
步骤七、在修正后模型的基础上，建立动簧片和静合静簧片、动簧片和动合静簧片双侧接触模型，得到动簧片与静合静簧片、动簧片与动合静簧片在规定寿命下两侧熔池深度之和等于动簧片厚度，此时动簧片临近熔穿，此时距离即为相对最小熔穿距离。
以图2的同类型密封电磁继电器为例，利用本发明的方法进行动簧片相对最小熔穿距离预测，得到的动簧片与静合静簧片间烧蚀区域半径如图3所示，通过触点形貌观测仪得到熔池深度、烧蚀区域半径数据，形貌观测仪拍照结果如图4所示。

Claims (4)

1.一种应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一、将动簧片、静合静簧片、动合静簧片竖立安装在密封电磁继电器的底板引出杆上；
步骤二、使用触点模拟装置，进行静合静簧片单边额定负载实验，实验后动簧片使用触点形貌观测仪，得到熔池深度、烧蚀区域半径数据；
步骤三、重复步骤二N次，记录熔池深度、烧蚀区域半径数据，得到动簧片与静合静簧片的触点形貌和烧蚀半径平均值统计数据；
步骤四：使用有限元仿真软件进行电弧仿真，建立动簧片和静合静簧片模型，得到规定负载下动簧片的熔池深度和烧蚀区域半径，使用步骤三中的统计数据修正模型，得到可准确计算动簧片和静合静簧片烧蚀的有限元仿真模型；
步骤五：在修正后的模型中，建立簧片组双侧接触模型，不断缩小动合静簧片与静合静簧片相对位置，直至出现动簧片与静合静簧片、动簧片与动合静簧片在规定寿命下两侧熔池深度之和等于动簧片厚度，此时动簧片临近熔穿，此时距离即为相对最小熔穿距离；
步骤六：依据步骤五中所得到的相对最小熔穿距离，确定为设计过程中的接触系统中静合静簧片与动合静簧片触点中心距的设计下限。
2.根据权利要求1所述的应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，其特征在于所述静合静簧片和动合静簧片呈非对称结构。
3.根据权利要求1或2所述的应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，其特征在于所述静合静簧片和动合静簧片均具有冲包。
4.根据权利要求1所述的应用于密封电磁继电器动簧片相对最小熔穿距离预测方法，其特征在于所述N大于等于5次。
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