淺析電磁繼電器的調整工藝

彭德教

(浙江利爾德繼電器有限公司，浙江樂清，325604)

1 引言

由于零部件不可能完全一致,線圈的直流電阻和匝數不可能一樣,導致了裝配質量的差異,影響到繼電器的功能千差萬別,甚至根本不能使用。因此,需要加以調整,以便使繼電器的功能基本一致。這就是說,調整的目的是使繼電器功能趨于一致,以滿足使用要求。一般來說,電磁繼電器需要調整的參數有兩類:機械參數和電氣參數。

2 機械參數的調整

電磁繼電器的機械參數有觸點間隙、觸點超行程、觸點壓力、銜鐵行程、銜鐵超行程、電磁吸力、銜鐵間隙等,這里只著重介紹對繼電器影響較大的幾個參數。

2.1 觸點間隙的調整和測量

(1)規定觸點間隙的目的是保證觸點在額定負載電壓和額定負載電流下能正?？煽康毓ぷ?在斷開和閉合時能迅速熄滅電弧,不至于因電弧或火花而燒壞觸點。同時也為了在切斷和閉合外電路(負載)時干脆利落。

(2)因為電弧的溫度是極高的(有幾千攝氏度),足以熔化觸點;假若有電弧,就等于沒有斷開觸點,外電路就沒有切斷,所以觸點間不能有連續電弧,它必須有足夠的距離,保證不產生連續電弧,只能有點火花(即迅速滅弧)。

(3)觸點間隙就是指繼電器在釋放狀態時動觸點與靜觸點之間的距離,它是由設計確定、工藝來保證的,正常情況下無需調整。但由于零件的偏差,使得裝配出來的觸點間隙有時會偏大或偏小,那就必須進行調整。調整時是從靜簧片的根部扳動上或下靜簧片來改變觸點間隙的大小,然后再將上、下靜簧片校正平行。

但是,究竟扳動上靜簧片還是扳動下靜簧片呢?這就必須要根據觸點超行程來決定了,若觸點超行程剛好滿足工藝要求,無論觸點間隙偏大或偏小,都不能扳動下靜簧片,只能扳動上靜簧片了。間隙偏大,向下扳動;間隙偏小,向上扳動。當然,這種扳動是不能太大的。因此,若觸點間隙與工藝要求的間隙值偏差太大時,只能退回重裝;另外還可以改變動觸點的鉚壓高度來適當調整觸點間隙。

(4)觸點間隙是用塞尺或塞規測量的。在保持靜簧片、動簧片基本平直的情況下,看塞尺或塞規能否順利通過間隙來衡量觸點間隙是否合格。若能輕松自如地通過間隙,即為合格;若通過間隙困難或通過時觸點與塞規(尺)的擦動較大,即通過時不順利,那就是不合格;若通過時如入無人之境,那就說明間隙偏大。塞規的直徑或塞尺的厚度由設計、工藝來確定。若間隙偏大時,只要不影響吸合電壓,一般情況下可以不去調整。

2.2 觸點超行程的調整和測量

(1)規定觸點超行程的目的是為了保證動合觸點在閉合后有足夠的壓力和盡可能小的接觸電阻,從而保證觸點安全可靠地工作,同時也為了促使動觸點在斷電或釋放時能迅速跳開。

(2)觸點超行程是指動合觸點組接觸后(此時銜鐵并未完全吸合)到完全閉合還應該走的距離。所以它是指動合觸點超行程(簡稱超行程),其調整方法一般是從動簧片的根部扳動動簧片來實現超行程的調整。向上扳動是減小超行程,向下扳動是增大超行程。在有多組觸點時,一個一個地扳動是不可能扳動得一致的,往往采用如下辦法:取下拉簧,拿住動接觸組合的塑壓部分,將動觸點擱在上靜簧片上向下壓塑壓部分,使動簧片向上翹起一點且較為一致,從而達到減小超行程的目的。當超行程偏大時,可用鑷子插入銜鐵與鐵芯之間(見圖1),扳動鑷子使銜鐵向上抬起,或用手拿住塑壓部分向上抬起銜鐵,從而達到適當增大超行程的目的。

圖1 繼電器結構示意圖

有時,由于某個零件的超差,裝配時又未注意,結果導致繼電器無超行程。此時調整較為麻煩,一般可以松開固定螺釘,將磁路組合向下移動。若向上移動則可減小超行程,最后再將螺釘擰緊。

(3)在有些小型繼電器如:T90、T73、22F等(見圖3),當超行程偏大時只能將動簧片的頭部適當抬起(在用力點6加力)來減小超行程,同時增大了觸點壓力,降低了吸合電壓,也降低了釋放電壓。當超行程偏小時,可壓低動簧片頭部(在用力點7加力)以增大超行程,同時減小了觸點壓力,提高了吸合電壓,也提高了釋放電壓。這種調整最好與觸點壓力配合起來調整。

(4)觸點超行程的測量

由于觸點超行程無法直接測量,通常采用替代或近似測量方法。即將塞尺或塞規插入銜鐵與鐵芯之間(見圖1),然后使繼電器吸合或用手指壓住動接觸組件使繼電器達到吸合狀態,此時如果動合觸點組仍處于閉合狀態或動合指示燈仍點亮,則表明超行程已達到要求(或合格),大于規定值。若觸點組間有間隙或指示燈不亮,則表明超行程不合格,必須調整。

塞規直徑或塞尺厚度由設計、工藝規定。由于觸點處的力臂大于銜鐵的力臂(鐵芯中心處),因此塞規直徑或塞尺厚度值可以小于超行程的規定值。超行程過大也是不可取的,因為超行程大意味著接觸壓力大,易使觸點磨損,縮短了繼電器的壽命,同時也延長了釋放時間。一般來說,只要接觸壓力大于觸點壓力的1.5～2倍就可以了。

2.3 觸點壓力的調整和測量

(1)規定觸點壓力的目的是保證在釋放狀態下,靜合觸點間有足夠的壓力,從而保證有較小的接觸電阻,使靜合觸點組能可靠地工作。

(2)觸點壓力指的是靜合觸點壓力,動合觸點壓力由電磁吸力和超行程來保證,遠遠大于靜合觸點壓力,所以一般不提出要求,也無需測量。若客戶有此要求可在技術協議中規定。

(3)繼電器在釋放狀態下測試觸點壓力,方法是將測力計的測試桿頭部壓在動簧片的頭部(見圖2),壓下動簧片,當動觸點剛剛離開靜觸點(常閉指示燈剛剛熄滅)時,所得到的測力計的讀數即為觸點壓力值。測量時要求測試桿平行于動簧片的平面、垂直于動簧片的中心線或與中心線一致(圖2),否則測試就不正確。

圖2 觸點壓力測試示意圖

(4)在用拉簧的繼電器上,當觸點壓力偏小時,可將拉簧兩端的掛鉤壓扁些,使拉力增大一點,即可達到增大觸點壓力的目的,但也同時提高了吸合電壓,有利于釋放。在允許情況下,也可減小超行程,以增大觸點壓力,此時有可能減小吸合電壓,也降低了釋放電壓。原因是在增大拉簧拉力時,增大了銜鐵間隙,而減小超行程時卻減小了銜鐵間隙。

若觸點壓力偏大,在不影響吸合電壓時,可不去調整。如果需要調整,可將拉簧拉長一些或將掛鉤放松一點,使其拉力下降,即可使觸點壓力減小,但也同時降低了吸合電壓,不利于釋放。在吸合電壓允許的情況下,也可將超行程增大,達到減小觸點壓力的目的,此時也提高了釋放電壓。

(5)在有些小型繼電器如:T90、T73、22F等,它們只靠動簧片的延長部分預壓彎來獲得觸點壓力。其壓力的調整可見圖3。用鑷子尖端插入間隙1處可增大觸點壓力,插入間隙2處可減小觸點壓力;在用力方向3用鑷子同時加力可減小觸點壓力,在用力方向4用鑷子同時加力可增大觸點壓力;在用力方向5加力可減小觸點壓力,同時也將動觸點向左推移了一點。這是在兩個靜觸點固定不動時才有這樣的效果,若取下上靜接觸簧片,就不一定是如此效果了。

圖3 T73、T90機械參數調整示圖

當觸點壓力消失時,可以將上靜簧片取下,扳起銜鐵增大動簧片的預應力,然后再裝好上靜接觸簧片,用前面的方法調整好觸點壓力。

(6)觸點壓力的大小由設計、工藝來規定,它的單位是牛頓(N)。

3 繼電器電氣參數的調整和測量

繼電器的電氣參數很多,但需要且能夠調整的主要有三個:動作(吸合)電壓、釋放電壓和接觸電阻。

3.1 動作電壓和釋放電壓的測量和調整

(1)動作電壓和釋放電壓的定義

動作電壓又稱為吸合電壓。當繼電器的輸入電壓由零上升到某一定值時,繼電器動作,此時靜合觸點組全部斷開,動合觸點組全部閉合,這個定值就叫做吸合電壓。繼電器自吸合電壓繼續上升至額定值時,繼電器保持吸合狀態不變。

釋放電壓是當繼電器由額定值下降至某一定值時,繼電器由吸合狀態放開,恢復原狀,此時閉合的動合觸點組全部斷開,動斷(常閉)觸點組又重新全部閉合,這一定值就稱為釋放電壓。釋放電壓要比吸合電壓低得多,繼電器在電壓下降至釋放電壓之前,繼電器保持吸合狀態不變;從釋放電壓下降至零的過程中,繼電器保持釋放狀態不變。

(2)規定動作電壓和釋放電壓的目的是保證繼電器工作可靠。國家標準規定繼電器的動作電壓在直流時≤75%的額定工作電壓,交流時≤80%的額定工作電壓;釋放電壓在直流時≥5%的額定工作電壓,交流時≥15%的額定工作電壓。具體規定時制造廠可提高這些值或與客戶商定。

(3)測量方法

繼電器的動作(吸合)電壓和釋放電壓的具體測量方法是這樣的:將繼電器插到繼電器測試儀的測試插座上,調整好儀表,緩慢轉動電壓調節旋鈕,使繼電器的輸入電壓(又稱為激勵電壓)逐漸上升至額定工作電壓(甚至110%的額定電壓);然后緩慢下降輸入電壓到繼電器釋放(動斷即常閉指示燈剛剛點亮)時的電壓讀數即為該繼電器的“釋放電壓”。繼電器繼續下降至零,其釋放狀態不變。而后再緩慢升高輸入電壓至繼電器吸合(動合即常開指示燈剛剛點亮)時的電壓讀數即為該繼電器的“動作(吸合)電壓”(見圖4)。第一次的吸合電壓不算,因為磁路沒有磁化,會使釋放過早而造成誤判。吸合、釋放電壓均應符合設計、工藝的規定。

圖4 吸合、釋放電壓示意圖

(4)繼電器動作(吸合)、釋放電壓的調整方法

當繼電器的動作電壓偏大時,可增大觸點壓力或減小超行程;當動作電壓偏小時,可減小觸點壓力或增大超行程。當釋放電壓偏小時,可減小觸點壓力或增大超行程;當釋放電壓偏大時,可增大觸點壓力或減小超行程。對于有拉簧的繼電器,增大或減小拉力即可使觸點壓力增大或減小,此時并不影響超行程的大小。

(5)對于交流繼電器,當將鐵芯工作面與銜鐵配平后,在初步檢測吸合電壓的過程中,顫抖(吸合噪音)電壓范圍應不大于額定電壓的5%,并在吸合后再繼續升高電壓至額定電壓的110%的過程中應無交流聲(將繼電器移近耳旁約10厘米左右,應聽不到電壓頻率的嗡嗡聲或嗡嗡聲極小)。

否則必需重新調整銜鐵、鐵芯、軛鐵的配合間隙。

在較好的鉚裝、裝配下,調整時只要將觸點的同步性調好,也一樣可以避免吸合噪音和交流聲。

3.2 接觸電阻的測量和調整

(1)規定接觸電阻的目的是為了保證觸點的接觸可靠性和使觸點組在工作過程中不發熱或盡量少發熱,以保證和延長觸點的壽命。

(2)接觸電阻的測量一般可用直讀式的毫歐(mΩ)表或電橋,也可用萬用表粗測。最精確的方法是壓降法,就是測量觸點的電壓降和流過它的電流,然后用歐姆定律的公式來計算,即:

Ri=V/I

(1)

式中:Rj--接觸電阻;

V--觸點電壓降;

I--流過觸點的電流。

具體測量是從觸點引出端來測量,就是說接觸電阻包括靜簧片的電阻、靜觸點本身的電阻、動觸點本身的電阻、動簧片的電阻、動簧片引出線和引出腳的電阻和兩個觸點接觸處的電阻。

(3)接觸電阻的調整

一般來說，接觸電阻越小越好。減小接觸電阻主要有兩個途徑：一是增大接觸壓力，這個壓力可以使觸點接觸時產生擦動，磨破表面的氧化膜，從而減小接觸電阻。二是用電纜紙或干凈的復印紙進行擦拭，目的是破壞或減薄觸點表面的氧化膜和擦掉表面的污染物，從而減小接觸電阻。當然還可以清洗?，F在有一種觸點清洗劑，當時用上的確不錯，但它有一定的粘性，可能是今后導致接觸電阻變大的罪魁禍首，應當慎重。

另外,接觸電阻大小還與觸點材料有關,應審慎選擇。一般工藝上規定出廠時接觸電阻要小于或等于50毫歐。

3.3 動作時間、釋放時間和接觸時差

這里,順便介紹一下另一個參數,即動作時間、釋放時間和接觸時差。它們與拉簧的拉力和動簧片的反力有關,與觸點間隙大小有關,與超行程有關。因此,前面講到的:“若間隙偏大時,只要不影響吸合電壓,一般情況下可以不去調整”這句話是不完整的,因為觸點間隙偏大時,勢必要延長吸合和釋放時間,應在實踐中細心掌握。

總之,上面所講的內容只能起到理論上的指導作用,具體怎樣操作更好、更快、質量更好,還需要操者細心摸索、總結經驗。