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影响电磁继电器使用可靠性的因素

 弓道自然_改名 2009-02-14
影响电磁继电器使用可靠性的因素
    由于电磁电器的结构原理、动作过程、非线性的能量转换过程,决定了电磁电器的本身具有一些固有的特征,这些特征不是设计、制造缺陷,往往在电器的技术文件中又没有明确加以描述。如果我们在使用中对这些特征认识不清,没有采取必要的技术防范措施,就可能引起电子设备出现意想不到的、捉摸不定的故障,影响使用设备的可靠性。
1 线圈的瞬态抑制问题
   电磁电器的激励线圈是个电感元件,当线圈断电时,会产生一个数百伏的反电势。作用到电源回路中去,会对其他微电子器件产生不良影响。为此普遍地在电器线圈两端加“瞬态抑制电路”。
   线圈瞬态抑制电路有多种多样(请查阅有关文献资料)。值得注意的是,它们在成本,占用空间,极性要求,温度特征,对线路浪涌的敏感性,特别是对电器的释放时间、切换功率、电器的电寿命等方面,存在着程度不同的影响。用户应根据具体使用要求,特别是对电器本身的不良影响,慎重地作出选择。推荐使用二极管加电阻,双二极管串联,二极管加稳压管抑制电路
2 线圈的激励电压
   a 电器线圈采用欠压激励是不允许的。连续工作的电器所加电压应为额定电压,波动在±10%以内。
   b 电器线圈采用串电阻降压或过压激励的方式会加剧电器的机械磨损,电蚀,寿命减少,也是不正确的使用。
   c 在复杂的控制电路中,把多只不同类型的电器线圈并联集中控制(见图2.1.2.1)是不正确的。正确的联接方式(见图2.1.2.2)。

3 电器的电磁干扰问题
   电磁电器的感应机构是由电磁铁构成。存在着漏磁场和磁分路的问题,使用中应注意:
   a 磁性敏感元件(如磁性姿态控制传感器)安装位置应远离电磁电器
   b 不应将电磁电器安装在用铁磁物质制成的安装板或仪器盒上;
   c 相邻同类电器的安装排列间距,按总规范GJB65A或GJB2888的规定,网格间距式,安装间距沿磁轴线方向排列间矩应为1.27mm的整倍数。最近的网格间距,最小为2.54mm。层间间距为3.18mm的整倍数最靠近的板间间隔。非网格间距式的,用户在订货前应与本公司协商或通过验证试验来加以确定。
4 电器的安装方式对抗振性的影响
   电器不同的安装方式,在不同的振动方向,加速度的放大的程度有很大差异。QJ546-89中规定的五种安装方式中,加速度放大的程度,从小到大秩序为C型—B型—E型—A型—D型。
   电器的安装板(特别是印刷电路板)应进行抗振设计,以保证足够的强度和谐振频率在使用频率之外,或与所用电器固有频率错开,以防止在使用中因谐振和加速度放大造成电器的失效。
5 电器的联接方式问题
   a 冗余技术
   将电器串、并联可以提高其接通、断开的可靠性。目前多数采用将两个(或以上)同类型,两组串并联使用来提高其可靠性。如下图2.1.5.1

    其可靠度 Rt=1-(1-R)n Rt—为并联后的可靠度
                           R —为每个电器的可靠度
   为了提高电器切断电路的能力,也有采用串联式的。但一般不推荐简单采用的串联形式。
   为保证电器串并联使用时的可靠度:
   (1)不允许将两个并联起来去切换一个大于单个额定负载(电流)的电路
   (2)不允许将两个串联起来去切换一个高于单个切换能力(电压)的电路
   b 的降额使用
   电器在切换低于自身额定负载(阻性电压电流)时,其寿命次数可以延长,可靠性提高。
   降额范围应在每种具体电器中等电流额定值以上到额定值的50%~70%范围内。若低到6V,100MA以下,应按照低电平或中等电流的条件和本公司协商并在订货合同中加以注明。
  c 应避免的联接方式
   航天电器的体积小,重量轻,动作速度快。联接应避免采用所谓“竞争电路”(即转换时间与点燃弧时间的竞争),如图2.1.5.2,2.1.5.3,2.1.5.4皆为不正确联接方式:

6 不同性质负载的影响
   电器在实际使用中,许多问题是出在实际负载性质与电器规定的额定阻性负载性质不同而引起的。切不可认为电器无论是什么性质的负载都能切换额定电流值。实际电器负载有:阻性负载,直流感性负载,电机负载,灯负载,容性负载,低电平负载等。
   受接点参数、切换功率大小、负载性质变化等因素影响,各家产品均有不同,我公司给出的切换不同性质负载大体的电流比例,如下表所示。
额定阻性负载
直流感性负载
电机负载
灯负载
100%
25~30%
15~20%
10~15%
    电器对不同性质负载的切换能力和的设计参数有关。用户应将实际负载参数提供给制造厂与之协商,并通过试验验证加以确定,以保证使用的可靠性。不同型号电器切换不同负载能力亦有区别,具体情况使用者应向工厂咨询。
   低电平负载是指通过电器来传输毫伏级、微安级电信号。这里的主要问题是如何保证接触电阻低而稳定,以减少信号衰减,保证接触可靠的问题。因而用户在这种条件下使用电器时应在合同中注明,事前和制造厂协商,以便采取特殊的设计工艺,试验检测、筛选措施。
   容性负载易造成电磁电器粘连失效,应特别关注,目前国内外尚无厂家能明确给出降额值,可采用并联系统电路或选择合适类型电器办法解决工程问题。
7 灭弧电路
   当电器负载为感性或电机负载时,为消除反电势和泄放磁场能量,减少电弧的影响,应采用“保护电路”或称“灭弧电路”。
   灭弧电路有多种多样。它们在成本,占用空间,极性要求,温度特性,灭弧速度,对电器负载功率的影响方面存在差异(请参阅有关文献资料)。用户应根据实际需要,考虑对电器负载功率与电寿命的影响来慎重选择“灭弧电路”。

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