第八章操纵继电器的靠得住性.docx
《第八章操纵继电器的靠得住性.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章操纵继电器的靠得住性.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第八章操纵继电器的靠得住性
第7章操纵继电器的靠得住性指标与考核方式（样章3）
操纵继电器是一种量大面广的基础电器元件，普遍用于机械、电子、航天航空、铁道、邮电、电力等各个部门。
一个大型设备或系统中一样都利用了很多继电器，为了保证设备或系统具有较高的靠得住性，作为设备或系统中要紧基础元件之一的操纵继电器必需有很高的靠得住性，因此操纵继电器的靠得住性已受到国内外普遍重视，很多国家（如美、日等国）均已制定了有靠得住性指标的继电器标准。
1靠得住性指标
为了统一继电器的靠得住性考核方式，进一步推动我国继电器靠得住性工作的开展，依照国家技术监督局下达的国家标准制订打算，由原机械工业部北京电工综合技术经济研究所和河北工业大学负责，上海电器科学研究所、成都机床电器研究所、许昌继电器研究所参加，一起制订了国家标准GB/T15510-1995“操纵用电磁继电器靠得住性实验通那么”。
在这份国家标准中，规定操纵继电器以其失效率高低来划分其靠得住性品级，其失效率品级的名称、符号及每一个品级的最大失效率如表所示。
表操纵继电器失效率品级符号及其最大失效率
失效率等级名称
失效率等级符号
最大失效率max（1/10次）
亚五级
Y
3105
五级
W
1⨯10-5
六级
L
1⨯10-6
七级
Q
1⨯10-7
由于采纳失效率品级作为操纵继电器的靠得住性指标，因此其靠得住性验证实验也称失效率实验。
2实验要求
环境条件
1）一样情形下，实验应在GB2423《电工电子产品大体环境实验规程》规定的实验时的标准大气条件下进行。
即
温度15~35︒C
相对湿度45%~75%
大气压力86~106kPa
实验应在实验的标准大气条件中放置足够的时刻（很多于8h），以使试品达到热平稳。
2）实验环境应注意幸免尘埃和其他污染。
安装条件
1）试品应安装在正常利用位置。
2）试品应安装在无显著冲击和振动的地址。
3）试品安装面与垂直面的倾斜度应符合产品标准的规定。
实验电源条件
1）交流电源应为频率等于50Hz的正弦波电源，其允许误差为
a）波形畸变因数不大于5%。
b）频率误差为±5%。
2）直流电源可采纳发电机、蓄电池或稳压电源，假设实验时可不能阻碍产品性能，那么能够采纳三相全波整流电源，但其纹波分量应知足规定：
即峰值与谷值之差和直流全量之比值不大于6%。
3）实验进程中，当触点接通负载时，实验电源电压的波动相关于空载电压而言应不大于5%。
负载条件
1）负载电源可为直流电源或交流电源，一样情形下，推荐采纳直流电源。
2）负载可为阻性负载、感性负载、容性负载或非线性负载，一样情形下，推荐采纳阻性负载（交流时cosϕ=~，直流时L/R≤1ms）。
3）一样情形下，实验时触点电路电源电压UN应采纳24V或产品标准中规定的触点最低直流额定电压值。
4）一样情形下，实验时触点电路负载电流IC的数值可采纳额定电流或以下值：
2类触点（触点额定电压为5~250V，触点额定电流为~1A的触点）：
100mA；
3类触点（触点额定电压为5~600V，触点额定电流为~100A的触点）：
1A。
鼓励条件
1）实验时，试品应以输入鼓励量的额定值进行鼓励。
2）每小时的循环次数：
实验时试品每小时的循环次数应不低于产品标准中规定的额定值，为缩短实验时刻，在不阻碍试品正常动作与释放的条件下，试品每小时的循环次数能够高于产品标准中规定的额定值，其数值可从6，30，600，1200，1800，3600，7200，12000，18000，36000当选取。
3）负载比（负载因数）应从以下推荐数值，即15%，25%，33%，40%，50%，60%当选取。
3实验方式
试品的预备
为知足产品寿命服从指数散布的假设，应采纳挑选的方式来剔除初期失效的产品，因此试品应从稳固的工艺条件下批量生产并通过挑选的合格产品中随机抽取。
为了幸免实验过度复杂，推荐采纳常温（15~35︒C）下运行挑选。
挑选条件应是运行次数为5000次；鼓励条件、触点电路电源电压UN及触点电路负载电流与前面所示的实验要求相同。
试品的检测
3.2.1实验前检测
实验前先对试品进行开箱检测，检查试品的零部件有无运输引发的损坏、断裂，剔除零部件损坏的试品，并按规定补足试品数。
剔除掉的试品不计入相关失效数r内。
3.2.2实验进程中检测
一样情形下，在试品每次循环的“接通”期的40%时刻内与“断开”期的40%时刻内，应监测试品的所有触点，监测闭合触点的接触压降及断开触点间的电压。
实验进程中不许诺对产品进行清理和调整。
3.2.3实验后检测
一样情形下，实验后应付所有未失效试品的以下项目进行检查。
1）外观检查。
2）动作电压。
3）释放电压。
4）接触电阻。
5）绝缘电阻。
6）介质耐压。
7）吸合时刻。
8）释放时刻。
9）回跳时刻。
10）线圈电阻。
失效判据
当显现以下任意一种情形时，即以为该试品失效。
1）闭合触点的接触压降Uj超过以下极限值Ujm。
a.负载电流为额定电流时，接触压降的极限值Ujm为触点电路电源电压UN的5%或10%。
b.负载电流为100A或1A时，接触压降的极限值Ujm见表。
表触点接触压降的极限值Ujm
触点电路负载电流IC（mA）
触点接触压降的极限值Ujm（V）
100
1000
2）断开触点间的电压UC低于极限值Ucx，一样情形下，Ucx应为触点电路电源电压的90%。
3）触点发生熔接或其他形式的粘接。
4）触点燃弧时刻超过。
5）继电器线圈通电时不动作。
6）继电器线圈断电时不返回。
7）试品零部件有破坏性损坏，连接导线及零部件松动。
8）试品在实验后检测中，任一项目的检测结果不符合产品标准的规定。
4靠得住性验证实验的抽样方案及实验程序
靠得住性验证实验的抽样方案
继电器的靠得住性验证实验（失效率实验）应在实验室进行，一样情形下，继电器的靠得住性验证实验（失效率实验）推荐采纳按时或定数截尾实验。
继电器的靠得住性验证实验（失效率实验）分为定级实验、维持实验与升级实验。
定级实验是指为第一次确信产品的失效率品级而进行的实验，或在某一失效率品级的维持实验或升级实验失败后，对产品从头确信其失效率品级而进行的实验。
维持实验是指为证明产品的失效率品级仍不低于定级实验或升级实验后所确信的失效率品级而进行的实验。
升级实验是指为证明产品的失效率品级比原定的失效率品级更高而进行的实验。
抽样方案的确信方式：
关于寿命服从单参数指数散布，无替换的定数截尾寿命实验为：
有
个试品进行寿命实验，到第
个试品失效时停止实验，其寿命数据为
，
，…，
。
寿命服从单参数指数散布时，可得：
图
与
间的关系
其中
与
间的关系可用图表示：
就等于自由度为
的
散布的
下侧分位点
。
由公式（）求得的
值即为表所示的故障率验证实验方案中的截尾时刻
。
关于不同的
值，可求得相应的
值，从而可得出表。
其中定级实验和升级实验的置信度取为，维持实验的置信度取。
表定级实验和升级实验的抽样方案
允许失效
截尾时间数AC
TC（106次）
失效率等级
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
YW
W
L
Q
230
389
532
668
799
927
1053
1177
1300
1421
表维持实验的抽样方案
失效率
等级
最大的维持周期（月）
AC=0
AC=1
AC=2
AC=3
AC=4
AC=5
AC=6
AC=7
AC=8
AC=9
YW
6
W
6
L
12
105
Q
24
202
310
418
525
630
735
840
944
1050
靠得住性验证实验的程序
4.2.1定级实验
定级实验的程序如下：
1）选定失效率品级，第一次定级实验一样应选失效率品级为YW或W级。
2）选定许诺失效数AC和截尾失效数
，推荐在2~5的范围内选择AC，不推荐选择AC=0。
3）依照选定的失效率品级和AC，由表查截尾时刻TC。
4）选定试品的实验截止时刻tz，tz应不超过产品标准中规定的电寿命次数，但不得低于105次。
5）依照TC、AC及tz由下式确信试品数n，即
应注意，试品数n一样不得小于10。
6）从批量生产并通过挑选的合格产品中随机抽取n个试品，供抽样的产品数量应不小于试品数n的10倍。
7）按本章实验方式中的规定进行实验与检测。
8）统计相关失效数r及失效试品的相关实验时刻（失效发生时刻），对实验后检测出的相关失效试品，其相关实验时刻按实验终止时的时刻计算。
9）统计积存相关实验时刻T。
10）实验结果判定。
当相关失效数r未达到截尾失效数rc（即r≤Ac），而积存相关实验时刻T达到或超过了截尾时刻TC，那么判为实验合格（接收）；当积存相关实验时刻T未达到截尾时刻TC，而相关失效数r达到或超过了截尾失效数rc（r>Ac），那么判为实验不合格（拒收）。
4.2.2维持实验
定级实验合格的产品，一样情形下，应按表中规定的维持周期进行该品级的维持实验，维持实验按以下程序进行。
1）选定许诺失效数Ac。
2）依照产品已实验合格的失效率品级及选定的许诺失效数，由表查出截尾时刻Tc。
3）选定试品的实验截止时刻tz（其方式与定级实验时相同）。
4）确信试品数n（其方式与定级实验时相同）。
5）抽取试品（其方式与定级实验时相同）。
6）按本章实验方式中的规定进行实验与检测。
7）统计相关失效数r及各失效试品的相关实验时刻（其方式与定级实验时相同）。
8）统计积存相关实验时刻T。
9）实验结果判定（其方式与定级实验时相同）。
10）假设维持实验合格，那么应继续按规定的维持周期进行下一次维持实验；假设维持实验不合格，那么应从头进行定级实验，以确信其失效率品级。
11）从头确信失效率品级时，应将该产品从第一次定级实验起的全数实验数据（包括维持实验不合格的数据）进行累计，依照累计的相关失效数及积存的相关实验时刻，由表确信产品的失效率品级。
4.2.3升级实验
定级实验合格的产品可继续进行升级实验。
升级实验的数据可从定级实验和维持实验的试品进行延长实验和为升级实验投入的试品进行实验得出。
升级实验按以下程序进行。
1）选定待升的失效率品级（一样比原定的品级高一级）。
2）选定许诺失效数AC。
3）依照选定的失效率品级及许诺失效数由表查出截尾时刻TC。
4）依照TC确信延长实验的时刻和为升级实验投入的试品数和实验时刻。
5）抽取试品（其方式与定级实验时相同）。
6）按规定进行实验与检测。
7）统计相关失效数r及积存相关实验时刻T。
8）实验结果判定（其方式与定级实验时相同）。
9）假设升级实验合格，那么应按规定的维持周期进行该品级的维持实验，假设升级实验不合格，那么应从头进行定级实验，以确信其失效率品级。
10）从头确信失效率品级时，应将该产品的全数实验数据进行累计，依照累计的相关失效数及积存的相关实验时刻由表确信产品的失效率品级。
5靠得住性实验装置
继电器靠得住性实验装置应能执行国家标准GB/T15510-1995“操纵用电磁继电器靠得住性实验通那么”，通常采纳微机进行操纵与检测。
实验装置的技术性能
关于操纵继电器的靠得住性实验来讲，其总实验时刻是相当长的。
因此，要采纳多台试品多触点同时进行实验的方式，实验装置具有多路输出与多路输入。
实验进行时，能够对试品每次动作均监测其所有闭合触点的接触压降及所有断开触点间的电压，以辨别触点是不是发生接触压降过大或触点间发生桥接、粘接、绝缘电阻太低等故障。
另外，考虑到某些标准中规定的考核方式，装置在试品的每次动作时，还能够考核其吸合时刻和释放时刻是不是超过规定值。
对接触压降、短开触点间的电压、吸合时刻、释放时刻进行持续性监测。
另外，实验装置在实验进程中应能对电磁继电器的吸合电压、释放电压自动地进行按期测量，每次测量的时刻距离是能够任意调剂的，关于接触电阻的具体数值也能够按期测量。
实验终止后，检测试品的绝缘电阻、介质耐压等，可利用常规实验设备一次性测试。
发生失效时，装置能够记录失效的试品编号、失效发生的时刻和失效模式并整理数据输出报警。
实验的初始参数，如判定接触压降过大的门限电压、吸合时刻的门限值、实验总次数等各类参数值都可通过键盘输入主机，而且在实验进程中能够随时由键盘修改调整。
为了使实验能加倍灵活地进行，假设实验进程中发生失效，装置可依照输入的操纵参数判定实验是不是应停止。
实验装置的其他功能还有整定实验操作频率、意外断电后不丢失数据等。
断电后如恢复供电，本装置有自起动和由操作人员人工起动两种方式，不管采纳哪一种方式都不破坏已产生的数据，已进行的实验次数也会持续计算下去。
关于试品的电磁系统线圈，实验装置既能够驱动直流线圈也能够驱动交流线圈，只规定被驱动线圈的电压最大值（通常那个最大值可达1000V），只要用户加到试品线圈上的电压不超过此值，实验装置即能够进行通断线圈的操作，对试品触点的型式（常开、常闭、转换等）均无穷制。
实验装置的硬件设计
对实验装置来讲，除要求高度靠得住外，还应有一些分析处置能力，能很方便地完成各类实验和完成继电器失效的类型判定、打印、报警等。
微处置机本身的靠得住性一样是相当高的，因此外围设备的选择是显得十分重要了。
为了进一步提高整个装置的靠得住性，可选用较为成熟的模块线路。
同时还应考虑到装置的价钱不致太高，对主机的选用没必要强调其运算能力，而应当第一选用面向操纵的工业操纵运算机。
其中较为完善的是STD-BUS总线模块式工业操纵运算机。
STD-BUS总线全称为工业操纵标准总线，而以此标准设计制造的各类运算机模块，便称为STD-BUS总线模块。
装置的原理框图如下图。
下面简述硬件各部份的原理。
图继电器可
靠性实验装置的硬件框图
5.2.1主机
主机采纳功能较为完善的微处置机系统。
严格地说，主机并非是STD-BUS总线模块，而是一个带有STD-BUS接口的微机系统。
如此可维持主机的完整功能和灵活配接。
利用编在主机内存储器的程序（此程序是固化在主机内存储器的），按规定的实验方式，使各类模块板和谐工作，即可完成靠得住性实验工作。
主机本身直接操纵着显示器、打印机及键盘设备，在其内部也配有计时器硬件。
因此所有实验中取得的数据和实验的进行情形都可显示出来。
操作人员可通过键盘操纵实验的参数、安排实验。
借助于键盘，也可进行一些特殊的实验，实验的数据能够直接输出，供高级运算机进行数据分析，也可略加分析和处置后在打印机上打印输出，供操作人员分析。
主机一样不进行数理统计之类较为复杂的数学运算。
5.2.2数模转换板
数模（D/A）转换板把主机送来的数字量转换成模拟量。
通过功率放大后，变成足以驱动多台试品（继电器）线圈的模拟电压，此电压一样为线圈的额定电压，以完成线圈的通电，当数模转换器输出电压为零时，线圈断电，在需要测量试品的吸合电压时，主机送到数模转换板的是持续增加的数字量，并应符合实验加压方式的要求。
而加在线圈上的模拟电压也就成了符合规定加压波形的电压了，同时主机还在每一次升压之间不断地测量线圈两头的电压和检测相应触点的闭合情形。
如此便可测出试品的吸合电压。
当需要测量试品的释放电压时，主机送来的是一系列持续减少的数字量而不是增加的数字量，其他的进程和测量吸合电压时相仿。
需要说明的是，上述的升压、降压进程只适用于直流线圈，关于交流线圈不能简单的用放大后的模拟电压驱动，而必需采取其他的方法。
5.2.3模数转换板
模数转换板把外部的模拟电压转换成数字量，供主机测量触点的接触压降、断开触点间电压和线圈电压。
该模块通过一个多路开关由多路模拟信号一起利用。
一样把各路触点上的电压量和各个继电器线圈上的电压量都同时送到多路开关的输入端，而是不是送入模数转换板那么要由主机来操纵。
主机在任一时刻只选通某一路信号，通过量路开关抵达模数转换板的输入端，而不需要的电压信号便被隔离在多路开关的输入端。
如此，在多对触点的电压和多台试品线圈上的电压即可进行分时转换了。
同时被测触点的对数一样在40~120对较好。
触点对数太多时将阻碍实验的操作频率；触点对数太少时会使实验不能不分成许多批来做，这两种情形均会阻碍实验速度。
关于试品的台数，一样依照触点数量的多少选定。
但不管试品台数多少几乎都不阻碍实验的时刻。
因为线圈电压是按期测量而不是每次动作都测量。
5.2.4扩展外存
扩展外存的作用是存储大量的实验数据，要紧以磁性记录设备为主，因为向外存储器存取数据要占用主机必然的时刻，因此并非是每一个实验数据都当即送入外存储器的，而是先保留在主机的内存储器当中，当数据在内存储器中有必然量后便成批地转移到外存储器中。
外存储器是对内存储器的补充。
当实验数据不多时，一样没必要利用外存储器。
通常几十万次的靠得住性实验，内存储量也十分富裕了。
整个模块系统安装在专用的插座上，该插座可任意增加模块使系统的功能增加。
实验装置的软件设计
程序流程图所示。
图程序流程图
软件的要紧程序段有以下几项。
5.3.1系统初始化
1）系统自检检查存储器、打印机、各个模块是不是正常工作。
2）查对试品的接线由于在一台试品上能够同时有常开、常闭及转换触点，故本装置可自动查对出任一台试品上的触点有多少对、各是什么形式的触点、这种查对的结果能够打印成表格输出，以供操作人员查对接线是不是有误。
5.3.2初始参数的输入
1）由操作人员通过键盘将初始数据，如操作频率、实验总次数、接触压降的门限值等参数输入至系统的内存储器。
2）输出打印所有原始参数，供操作人员查对。
关于不合逻辑的输入（通常由操作人员的误操作造成），程序软件会挑选出，以完成纠错的任务。
3）依据初始参数完成实验系统中各部份的设定。
5.3.3线圈的加电
主机通过驱动器将额定电压加到线圈上。
考虑到实验的需要，某一试品失去继续实验的意义后（如发生了不可恢复的故障），主机将通过一个屏蔽子程序撤除该试品、这时当线圈加电时额定电压可不能加到该试品的线圈上。
5.3.4线圈断电
即切断线圈的电源
5.3.5判定试品有无失效产生
1）判定所有应当闭合的触点的接触压降是不是过大。
2）判定所有应当打开的触点间的电压是不是太低。
3）判定每台试品的吸合时刻和释放时刻是不是超过了规定值。
5.3.6故障处置
1）当判定出有失效发生时，该程序可分析出失效形式，输出失效发生的时刻、失效触点的编号和失效试品的编号，同时将失效的数据存入内存储器备查。
2）依据输入的初始参数，决定发生失效的试品是不是继续实验下去或整个实验是不是能够终止。
5.3.7按期测量
当每次动作累加到预先设定的时刻后，该程序完成吸合电压、释放电压、触点压降等参数的测量工作并输出结果。
5.3.8终止程序
1）重复上面的按期测量工作。
2）整理全数数据，打印详细的实验报告。
3）发出停机信号和使有关模块复位。
5.3.9停机
在程序流程中、每一个操作完成后系统处于键盘扫描状态，这确实是说操纵人员可正常中断程序流程，一样可不能中断某项正在进行的工作。
若是确有必要，也能够通过专门的复位键使实验当即停止，不管如何，已取得的实验结果数据均可不能丢失。
程序中专门有一套排除数据的复杂操作指令，因此可不能因误操作而造成数据的丢失。
（王景芹苏秀苹）
升级会员 