军用电磁继电器失效分析研究
3 电磁继电器的失效模式与失效机理
电磁继电器失效后电测试表现如下:分合线圈电路后动触簧无动作;动触簧有动作但是动作行程不满足要求;触头连接上但电参数超差;电磁继电器时而正常工作,时而不能正常工作。
事实上由于生产工艺的不足,很多电磁继电器的失效在生产过程中就埋下隐患,如机械应力释放期过短导致机械结构成型后部件变形,残留物去除不尽导致PIND检测不合格甚至失效,出厂检测与使用筛选不严使得失效器件投入使用等。在电磁继电器贮存和使用过程中,常见的失效模式与失效机理如表1所示。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201809/388672.htm
根据表1可知,电磁继电器的失效主要与机械变形、振动及温度等环境应力、电弧放电、内部残留物与残留气体以及密封失效混入杂物和杂质气体导致的损伤和污染有关。
3.1 机械变形对机械系统失效的影响
机械部件是加工过程中受到外机械应力而成形的,由于机械部件使用的是金属材料,具有一定的钢性,经过一段时间后会通过应力释放而发生变形。另一方面,机械部件在使用过程中长期受到应力作用也会发生疲劳变形。各个机械部件中,动触簧、静触簧、推动杆的变形会导致触点行程不够而失效(见图3)。而支架的变形会使运动桥两侧支架和整体支架间隙变小,导致拔杆的微小变形,拔杆珠到动触点的间距变大,从而造成虚行程过大。继电器加工时,支架间的间隙中还有一个很薄的塑料填片,当间隙过小时(见图4),运动桥侧就会挤压塑料填片,从而产生过大的阻力,导致运动桥在动作时摩擦力过大,运动桥运动受阻,产生机械卡死。
3.2 环境应力对电磁继电器失效的影响
环境应力主要包括振动和温度。温度对电磁继电器失效的影响主要发生在电阻丝缠绕过紧的线圈处,温度升高较大会导致内芯体膨胀拉断线圈或者线圈引线。振动的影响范围更大,除了会反复拉拽线圈导致线圈或引线断裂和使引线处脱焊外,还会导致机械部件的松动或卡死,也会使得各个部件表面的附着物脱落,形成残留物给电磁继电器失效埋下隐患。此外,长期的振动环境会使得机械部件逐渐疲劳老化,导致动触簧与静触簧触头接触时不能紧密有效地接触,有时候会使部件损伤断裂。在振动环境下,腔体内部的残留物或者松动的部件(塑料垫片、螺丝等)可能进入间隙处,导致机械卡死(杂物进入机械间隙处)、触头虚接(杂物进入触头间隙处)以及线圈的损伤(杂物进入线圈处)。
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