HH52P型电磁继电器动态特性监测方法的研究

中求时间常数的方法，设在ti时刻的斜率直线与线圈电流最大值交点为(t_max，I_max)，由于这个交点同样在斜率直线上，故：

(5)

在t_i时刻，线圈电流时间常数为：

(6)

根据该公式可以求解电磁继电器吸合过程中每个采样点时刻对应的时间常数，最终得到的线圈电流时间常数动态波形如图5。

通过线圈电流波形与时间常数波形的比较可以得出以下结论：

从T₀时刻开始，在触动阶段，线圈时间常数几乎不变;在T₁时刻，衔铁开始移动，导致时间常数增加，时间常数波形开始呈现明显的波动，由此可以判断衔铁在T₁时刻开始吸合;T2时刻是衔铁闭合的瞬间，由于衔铁及触点的弹跳，时间常数在这一时刻附近存在一定的波动。在触点稳定接触后，吸合过程进入到蓄磁阶段，时间常数趋势线几乎为水平，当电流大致达到稳定值T3时刻后，时间常数接近0。

根据吸合过程时间常数的动态波形可以辨识出继电器衔铁的起动时刻，提取衔铁触动时间，在图5中，触动时间t=T₁-T₀，经计算为4.3 ms。

2.2 时间常数及触动时间的测试应用

将电磁继电器线圈时间常数的算法嵌入到LABVIEW程序中，以数据采集卡与工控机为平台开发出一套电磁继电器参数测试系统，实现对继电器吸合过程动态特性的监测，最终时间常数检测波形如图6。由于衔铁的移动，在7ms左右可以看到波形发生明显波动，时间常数增大。经计算，波形开始明显波动时，时间常数为7.52ms，触动时间为4.3ms。该测试系统的实际监测波形与上文理论计算的时间常数波形趋势吻合，验证了该测试系统在监测继电器试品时间常数和触动时间动态特性的可靠性和准确性。

利用该测试系统采集一个继电器试品全寿命实验(吸合30万次以上)中触动时间的监测数据。由于数据量巨大，为减小数据的不确定性和分散性，采用分段平均法对数据进行预处理，即按照时间序列，每100个数据求取一个平均值。数据波形见图7，随着继电器试品动作次数的增加，衔铁触动时间呈现明显的增长趋势，反映了继电器性能的退化。因此，在继电器吸合过程中，通过监测衔铁触动时间的动态特性，可以实现对继电器的可靠性评估。

3 结论

本文分析了直流电磁继电器吸合过程的动态特性，研究了吸合过程中的三个暂态阶段。本文基于时间常数物理意义提取继电器吸合暂态过程中的线圈时间常数，根据时间常数的动态波形实现了对衔铁触动阶段与吸动阶段分界点的辨识，监测触动时间。在电磁继电器参数测试装置中嵌入了时间常数、触动时间的算法，并成功地实现了采集和记录，达到了对电磁继电器吸合过程动态特性的监测和可靠性评估。

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本文来源于《电子产品世界》2017年第5期第39页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。