CN112230138A - 一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置及方法，涉及力学测试技术领域。本发明是为了解决在继电器吸反力特性的配合关系测试时无法采用接近继电器工况的问题，并且通过组装样品来完成继电器吸反力特性配合测试的方式，操作设备复杂容易导致研发周期长的问题。本发明通过电磁铁动铁和静铁的气隙可调，同时通过弹簧与簧片形成真实的可自由组合的反力特性，可实现继电器模型开关更接近真实的动态吸反力特性配合曲线测试和方法。该方法可直接快速的获得继电器模型开关的吸反力特性配合曲线，有利于继电器的设计和优化。
Description
技术领域
本发明属于力学测试技术领域，尤其涉及继电器动态吸反力配合关系的测试。
背景技术
继电器的吸力特性曲线与反力特性曲线必须匹配良好，这种配合关系决定了继电器的效率和工作可靠性。现阶段由于继电器在运动过程中，线圈电流是变化的，同时动态吸力曲线与反力有关联，导致动态吸力曲线难以测量。所以，目前继电器吸反力特性的配合测试方式仍然采用静态吸反力特性的配合测试方式，而无法采用更接近继电器工况的动态吸反力特性的配合测试方式。另外，目前通过组装样品来完成继电器吸反力特性配合测试的现状，也大大影响了继电器的研发周期和成本。因此，设计一种满足测试要求并且不需要组装样品的继电器模型开关的动态吸反力配合关系的测试装置势在必行。
发明内容
本发明是为了解决在继电器吸反力特性的配合关系测试时无法采用接近继电器工况的问题，并且通过组装样品来完成继电器吸反力特性配合测试的方式，操作设备复杂容易导致研发周期长的问题，现提供一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置及方法。
一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，包括：第一压电力传感器、第二压电力传感器、第一支架、第二支架、动弹簧片试件、推杆、上盖板、弹簧和下盖板，
上盖板和下盖板均为条形板，下盖板固定在第二支架上，被测电磁铁的静铁位于下盖板的下方，下盖板上开有通孔，被测电磁铁的动铁和推杆均固定在上盖板的下表面、且分别靠近上盖板的两端，被测电磁铁的动铁末端穿过下盖板的通孔、并与被测电磁铁的静铁相对，弹簧套接在被测电磁铁的动铁外部、且位于上盖板和下盖板之间，动弹簧片试件固定在第一支架上，动弹簧片试件位于推杆下方，被测静触点试件位于动弹簧片试件下方，第一压电力传感器、第二压电力传感器分别用于采集被测电磁铁的静铁和被测静触点试件受力。
上述装置还包括微分测头，微分测头固定在第一支架上，上盖板位于微分测头的下方。
上述装置第二压电力传感器的采集端与被测静触点试件之间通过第二连接块相连，第一压电力传感器的采集端与被测电磁铁之间通过第一连接块相连。
上述动弹簧片试件通过夹具固定在第一支架上。
上述上盖板上开有条形孔，该条形孔内壁设有螺纹，推杆伸入该条形孔并与上盖板螺纹连接。
上述装置还包括两个垫块，两个垫块分别用于支撑第一压电力传感器和第二压电力传感器。
上述装置还包括基座，两个垫块、第一支架和第二支架均固定在基座上。
一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法，该方法基于一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置实现，该装置包括：第一压电力传感器、第二压电力传感器、第一支架、第二支架、动弹簧片试件、推杆、上盖板、弹簧和下盖板，上盖板和下盖板均为条形板，下盖板固定在第二支架上，被测电磁铁的静铁位于下盖板的下方，下盖板上开有通孔，被测电磁铁的动铁和推杆均固定在上盖板的下表面、且分别靠近上盖板的两端，被测电磁铁的动铁末端穿过下盖板的通孔、并与被测电磁铁的静铁相对，弹簧套接在被测电磁铁的动铁外部、且位于上盖板和下盖板之间，动弹簧片试件固定在第一支架上，动弹簧片试件位于推杆下方，被测静触点试件位于动弹簧片试件下方，第一压电力传感器、第二压电力传感器分别用于采集被测电磁铁的静铁和被测静触点试件受力，微分测头固定在第一支架上，上盖板位于微分测头的下方，上盖板上开有条形孔，该条形孔内壁设有螺纹，推杆伸入该条形孔并与上盖板螺纹连接；
初始状态下，被测电磁铁未通电、且调节微分测头不与上盖板接触，所述一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法包括以下步骤：
步骤一、调节微分测头的末端与上盖板的上表面相接触，将被测电磁铁的动铁和静铁之间的距离δm记为最大气隙，
步骤二、调节微分测头带动上盖板向下移动，使被测电磁铁的动铁和静铁之间产生距离δi，δi∈[δ0,δm]，其中δ0为动铁和静铁相接触时的最小气隙，
步骤三、向被测电磁铁施加额定电压，使得动铁在被测电磁铁产生的电磁力和弹簧产生的弹簧力的合力作用下向静铁运动，同时分别记录第一压电力传感器和第二压电力传感器的采集结果，
将动铁运动过程中每一时刻对应的第一压电力传感器采集结果构成一条曲线，将该曲线作为继电器模型开关在额定电压下的动态吸力曲线，
将动铁运动过程中每一时刻对应的第二压电力传感器采集结果构成一条曲线，将该曲线作为继电器模型开关的触点动态反力曲线。
更换被测静触点试件、动弹簧片试件、推杆或弹簧，然后重新返回步骤一，获得不同参数下的动态吸力曲线和触点动态反力曲线。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过电磁铁动铁和静铁的气隙可调，同时通过弹簧与簧片形成真实的可自由组合的反力特性，可实现继电器模型开关更接近真实的动态吸反力特性配合曲线测试和方法。该方法可直接快速的获得继电器模型开关的吸反力特性配合曲线，有利于继电器的设计和优化。
附图说明
图1是一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，包括：基座1、两个垫块2、第一压电力传感器3-1、第二压电力传感器3-2、第一支架6-1、第二支架6-2、动弹簧片试件10、推杆11、微分测头12、上盖板13、弹簧14和下盖板15。
上盖板13和下盖板15均为条形板，下盖板15固定在第二支架6-2上，被测电磁铁5的静铁位于下盖板15的下方，下盖板15上开有通孔，被测电磁铁5的动铁和推杆11均通过螺纹连接的方式固定在上盖板13的下表面、且分别靠近上盖板13的两端，被测电磁铁5的动铁末端穿过下盖板15的通孔、并与被测电磁铁5的静铁相对，弹簧14套接在被测电磁铁5的动铁外部、且位于上盖板13和下盖板15之间。动弹簧片试件10通过夹具9固定在第一支架6-1上，动弹簧片试件10位于推杆11下方，被测静触点试件8位于动弹簧片试件10下方。第一压电力传感器3-1、第二压电力传感器3-2分别用于采集被测电磁铁5的静铁和被测静触点试件8受力。微分测头12固定在第一支架6-1上，上盖板13位于微分测头12的下方。
第二压电力传感器3-2的采集端与被测静触点试件8之间通过第二连接块7相连；第一压电力传感器3-1的采集端与被测电磁铁5之间通过第一连接块4相连。
上盖板13上开有条形孔，该条形孔内壁设有螺纹，推杆11伸入该条形孔并与上盖板13螺纹连接。推杆11为绝缘材料，推杆11能够沿条形孔长度方向移动。
两个垫块2分别用于支撑第一压电力传感器3-1和第二压电力传感器3-2。两个垫块2、第一支架6-1和第二支架6-2均固定在基座1上。
基座1、第一支架6-1和第二支架6-2共同构成固定部分；吸反力配合测试部分安装在基座1上，用于测试动态电磁力；反力测试部分也安装在基座1上，用于继电器触点压力和触点碰撞力、熔焊力测试；反力调节部分设置在被测电磁铁5上方，用于调节反力的线性参数；气隙调节部分设置在支撑架6-1上，用于调节被测电磁铁5静铁与动铁之间的气隙宽度。
调节推杆11伸出上盖板13下端面的长度，以此调整推杆11与动簧片试件10的距离即为触点的自由行程。调节推杆11在上盖板13条形孔长度方向的位置，以此调整推杆11推动动簧片试件10的位置。调节夹具9带动动簧片试件10在竖直方向上移动，以调节动簧片10与静触点试件8的触点开距与触点超行程。
本实施方式中，当被测电磁铁5通电动作时，动铁将带动上盖板13和推杆11在竖直方向上运动，从而使推杆11推动或远离动簧片试件10，实现动簧片试件10与被测静触点试件8的接触或分离。给被测静触点试件8和动簧片试件10施加设定的电负载时，即可实现继电器模型开关的电寿命模拟试验。同时，可按需拆卸更换被测静触点试件8、动簧片试件10、推杆11或弹簧14，如此设计，能够通过改变弹簧14的高度、被测静触点试件8与动簧片试件10的触点开距或触点超行程来调节反力折线的折点位置。并通过弹簧14和动簧片试件10的刚度来调节反力线段的斜率，最终使反力特性最大限度接近真实状况并可实现自由组合。气隙调节部分包括千分头12和上盖板13，电磁铁5动铁的端部与上盖板13螺纹连接，如此设计，可以实现电磁铁的气隙调节，进而获得相应的吸反力配合曲线。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式是基于具体实施方式一所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法，初始状态下，被测电磁铁5未通电、且调节微分测头12不与上盖板13接触，所述一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法包括以下步骤：
步骤一、调节微分测头12的末端与上盖板13的上表面相接触，记录此时微分测头12的示数Xm，将被测电磁铁5的动铁和静铁之间的距离δm记为最大气隙。
步骤二、调节微分测头12带动上盖板13向下移动，使被测电磁铁5的动铁和静铁气隙变小，记录此时微分测头12的示数Xi，Xm与Xi之差即为当前气隙值δi，δi∈[δ0,δm]，其中，δ0为动铁和静铁相接触时产生的最小气隙，
步骤三、向被测电磁铁5施加额定电压，使得动铁在被测电磁铁5产生的电磁力和弹簧14产生的弹簧力的合力作用下向静铁运动，也能够带动上盖板13通过推杆11推动动簧片试件10，实现动簧片试件10与静触点试件8的接触。
同时记录第一压电力传感器3-1的采集结果，将动铁运动过程中每一时刻对应的第一压电力传感器3-1采集结果构成一条曲线，将该曲线作为继电器模型开关在额定电压下的动态吸力曲线；
记录第二压电力传感器3-2的采集结果，将动铁运动过程中每一时刻对应的第二压电力传感器3-2采集结果构成一条曲线，将该曲线作为继电器模型开关的触点动态反力曲线。
步骤四、更换被测静触点试件8、动弹簧片试件10、推杆11或弹簧14，然后重新返回步骤一，获得不同参数下的动态吸力曲线和触点动态反力曲线。
Claims (9)
1.一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，包括：第一压电力传感器(3-1)、第二压电力传感器(3-2)、第一支架(6-1)、第二支架(6-2)、动弹簧片试件(10)、推杆(11)、上盖板(13)、弹簧(14)和下盖板(15)，
上盖板(13)和下盖板(15)均为条形板，下盖板(15)固定在第二支架(6-2)上，被测电磁铁(5)的静铁位于下盖板(15)的下方，下盖板(15)上开有通孔，被测电磁铁(5)的动铁和推杆(11)均固定在上盖板(13)的下表面、且分别靠近上盖板(13)的两端，被测电磁铁(5)的动铁末端穿过下盖板(15)的通孔、并与被测电磁铁(5)的静铁相对，弹簧(14)套接在被测电磁铁(5)的动铁外部、且位于上盖板(13)和下盖板(15)之间，
动弹簧片试件(10)固定在第一支架(6-1)上，动弹簧片试件(10)位于推杆(11)下方，被测静触点试件(8)位于动弹簧片试件(10)下方，
第一压电力传感器(3-1)、第二压电力传感器(3-2)分别用于采集被测电磁铁(5)的静铁和被测静触点试件(8)受力。
2.根据权利要求1所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，还包括微分测头(12)，微分测头(12)固定在第一支架(6-1)上，上盖板(13)位于微分测头(12)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，第二压电力传感器(3-2)的采集端与被测静触点试件(8)之间通过第二连接块(7)相连，
第一压电力传感器(3-1)的采集端与被测电磁铁(5)之间通过第一连接块(4)相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，动弹簧片试件(10)通过夹具(9)固定在第一支架(6-1)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，上盖板(13)上开有条形孔，该条形孔内壁设有螺纹，推杆(11)伸入该条形孔并与上盖板(13)螺纹连接。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，还包括两个垫块(2)，两个垫块(2)分别用于支撑第一压电力传感器(3-1)和第二压电力传感器(3-2)。
7.根据权利要求6所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置，其特征在于，还包括基座(1)，两个垫块(2)、第一支架(6-1)和第二支架(6-2)均固定在基座(1)上。
8.一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法，该方法基于一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的装置实现，该装置包括：第一压电力传感器(3-1)、第二压电力传感器(3-2)、第一支架(6-1)、第二支架(6-2)、动弹簧片试件(10)、推杆(11)、上盖板(13)、弹簧(14)和下盖板(15)，
上盖板(13)和下盖板(15)均为条形板，下盖板(15)固定在第二支架(6-2)上，被测电磁铁(5)的静铁位于下盖板(15)的下方，下盖板(15)上开有通孔，被测电磁铁(5)的动铁和推杆(11)均固定在上盖板(13)的下表面、且分别靠近上盖板(13)的两端，被测电磁铁(5)的动铁末端穿过下盖板(15)的通孔、并与被测电磁铁(5)的静铁相对，弹簧(14)套接在被测电磁铁(5)的动铁外部、且位于上盖板(13)和下盖板(15)之间，动弹簧片试件(10)固定在第一支架(6-1)上，动弹簧片试件(10)位于推杆(11)下方，被测静触点试件(8)位于动弹簧片试件(10)下方，第一压电力传感器(3-1)、第二压电力传感器(3-2)分别用于采集被测电磁铁(5)的静铁和被测静触点试件(8)受力，微分测头(12)固定在第一支架(6-1)上，上盖板(13)位于微分测头(12)的下方，上盖板(13)上开有条形孔，该条形孔内壁设有螺纹，推杆(11)伸入该条形孔并与上盖板(13)螺纹连接；
其特征在于，初始状态下，被测电磁铁(5)未通电、且调节微分测头(12)不与上盖板(13)接触，所述一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法包括以下步骤：
步骤一、调节微分测头(12)的末端与上盖板(13)的上表面相接触，将被测电磁铁(5)的动铁和静铁之间的距离δm记为最大气隙，
步骤二、调节微分测头(12)带动上盖板(13)向下移动，使被测电磁铁(5)的动铁和静铁之间产生距离δi，δi∈[δ0,δm]，其中δ0为动铁和静铁相接触时的最小气隙，
步骤三、向被测电磁铁(5)施加额定电压，使得动铁在被测电磁铁(5)产生的电磁力和弹簧(14)产生的弹簧力的合力作用下向静铁运动，同时分别记录第一压电力传感器(3-1)和第二压电力传感器(3-2)的采集结果，
将动铁运动过程中每一时刻对应的第一压电力传感器(3-1)采集结果构成一条曲线，将该曲线作为继电器模型开关在额定电压下的动态吸力曲线，
将动铁运动过程中每一时刻对应的第二压电力传感器(3-2)采集结果构成一条曲线，将该曲线作为继电器模型开关的触点动态反力曲线。
9.根据权利要求8所述的一种用于测试继电器模型开关动态吸反力配合关系的方法，其特征在于，更换被测静触点试件(8)、动弹簧片试件(10)、推杆(11)或弹簧(14)，然后重新返回步骤一，获得不同参数下的动态吸力曲线和触点动态反力曲线。
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
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| 任万滨 等: "触点材料电性能模拟试验系统的设计与应用", 电工材料, no. 4, pages 28 - 37 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112230138B (zh) | 2024-03-15 |
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Inventor after: Ren Wanbin Inventor after: Zhang Yinnan Inventor after: Wang Chaobo Inventor after: Yang Chunen Inventor after: Luo Fubiao Inventor before: Ren Wanbin Inventor before: Wang Chaobo Inventor before: Yang Chunen Inventor before: Zhang Yinnan Inventor before: Luo Fubiao |
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| GR01 | Patent grant | ||
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