CN104316794A - 用于交流接触器触头材料电性能测试的装置及采用该装置测试触头材料电性能的方法 - Google Patents
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Abstract
用于交流接触器触头材料电性能测试的装置及采用该装置测试触头材料电性能的方法，属低压电器和电工材料领域。为了解决现有的交流接触器可靠性试验设备不能实现触头开距可调以及触头材料可更换条件下的接触器电性能测量的问题。通过竖直滑台的上下滑动，调节静触头和动触头之间的触头开距，解决了现有的交流接触器可靠性试验设备不能实现触头开距可调的问题。动触桥和静簧片使得更换不同触头材料的动触头和静触头更加方便，从而进一步获得不同触头材料的触头的电性能，同时满足了现有的交流接触器试验装置无法完成接触器机械调整参数对其电性能的影响的需求。还适用于接触器的寿命试验、关断与接通能力的试验、短路接通和分段能力的试验。
Description
技术领域
本发明涉及低压电器和电工材料领域。
背景技术
交流接触器是一种用来接通或断开带负载的交流主电路或大容量控制电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器，电焊机，照明设备，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制***中的重要元件之一。因此交流接触器的可靠性在实际的生产中至关重要，需要对交流电接触器电寿命实验过程中的关键特性参数进行测试。
交流接触器的触头材料是其内完成导通、分断电流功能的载体，因此其电弧与电接触性能是影响交流接触器电寿命与可靠性的关键。近年来，交流接触器制造商的需求普遍体现在产品“小型化、低功耗、长寿命、高可靠”等方面，因此对于所配套的触头材料提出了越来越高的要求。在此带动下，针对触头材料组分优化开展的研究工作，在一定程度上使电器的电寿命得到提高。众所周知，交流接触器的电寿命与切换负载条件、机械运动特性、工作环境气氛、触头材料组分等因素直接相关，因此单一的触头材料组分与交流接触器的电寿命的对应关系也并非是确定性的。
现有的交流接触器试验装置主要集中在可靠性试验方面。该类测试装置的局限性主要体现在：(1)对接触器成品进行可靠性试验，以每次动作过程中接触压降等参数判断接触器是否失效并记录，无法完成接触器机械调整参数如触头开距等对其电性能的影响。(2)无法方便研究触头材料对接触器电性能的影响。(3)只能对接触器的电压电流进行测量，无法实现对触头熔焊力参数的测量。
发明内容
本发明为了解决现有的交流接触器可靠性试验设备不能实现触头开距可调以及触头材料可更换条件下的接触器电性能测量的问题，也是为了满足现有的交流接触器试验装置无法完成接触器机械调整参数对其电性能的影响的需求。提出了用于交流接触器触头材料电性能测试的装置及采用该装置测试触头材料电性能的方法。
用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，该装置包括测试交流接触器及其固定装置、两个触头开距调整装置、六个力测量部件、六个静触头安装单元和灭弧罩；
测试交流接触器及其固定装置包括转接板和三个动触头安装单元，每个动触头安装单元包括一个动触桥支撑块、一个动触桥固定钩和一个动触桥；
所述被测接触器固定在转接板的上表面，三个动触头安装单元的下表面均与被测接触器的载触体的上表面粘接固定，且三个动触头安装单元纵向同轴；
动触头安装单元中的动触桥固定钩、动触桥支撑块和动触桥一一对应，所述动触桥固定钩嵌固在对应的动触桥支撑块上，对应的动触桥嵌固在所述动触桥固定钩上，
动触桥桥身上的左右两侧各开有一个动触头安装孔，所述动触头安装孔用于安装待测的动触头；
静触头安装单元包括聚四氟乙烯隔热绝缘筒、静簧片连接件和静簧片；静簧片、静簧片连接件和聚四氟乙烯隔热绝缘筒由上至下依次固定连接；静簧片的上表面设置有静触头安装区，所述静触头安装区用于安装待测的静触头；
三个动触头安装单元和六个静触头安装单元构成三组触头接触单元；每组触头接触单元包括一个动触头安装单元和两个静触头安装单元，且动触头安装单元中的动触桥桥身左右两侧的动触头安装孔分别与静触头安装单元中的静触头安装区正对；
力测量部件固定在静触头安装单元的底部，用于测量待测的静触头和动触头吸合及分断时的力信号；
触头开距调整装置包括竖直滑台、直角固定块、水平滑台、T型转接板；直角固定块的水平面位于水平滑台上，且与该水平滑台滑动连接，竖直滑台的一侧与所述直角固定块的竖直面滑动连接，T型转接板的横板与所述竖直滑台的另一侧固定连接；T型转接板的竖板水平设置；
两个触头开距调整装置分别位于所述测试交流接触器及其固定装置的左右两侧，且镜像设置；
所述力测量部件还固定在所述触头开距调整装置的T型转接板的竖板的上表面；
灭弧罩为一个无底的中空长方体，所述灭弧罩内部由隔板分为A区、B区和C区，且每个区域内部固定有两个灭弧栅片，且所述两个灭弧栅片相对放置，所述两个灭弧栅片的距离为所述动触桥长度的1.3倍，灭弧罩开口朝下且位于两个触头开距调整装置的T型转接板的竖板上；
每个区域内部均覆盖一个所述触头接触单元；且所述触头接触单元的动触桥和静簧片位于相对放置的两个灭弧栅片之间。
用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，它还包括隔震底座，所述转接板固定在隔震底座的上表面；水平滑台与隔震底座的上表面滑动连接。
用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，它还包括三个一号霍尔电流传感器、三个二号霍尔电流传感器、三个霍尔电压传感器、信号调理电路、数据采集处理电路和上位机；
每个霍尔电压传感器用于采集一对动触头和静触头吸合和分断时的触点电压信号，且将吸合和分断时的触点电压信号发送至信号调理电路；
每个一号霍尔电流传感器用于采集一对动触头和静触头吸合和分断时被测接触器中的线圈电流信号，且将吸合和分断时的线圈电流信号发送至信号调理电路；
每个二号霍尔电流传感器用于采集一对动触头和静触头吸合和分断时的触点电流信号，且将吸合和分断时的触点电流信号发送至信号调理电路；
每个压电石英力传感器用于采集一对动触头和静触头吸合和分断时的力信号，并将吸合和分断时的力信号发送至信号调理电路；
信号调理电路用于将接收的触点电压信号、线圈电流信号、触点电流信号和吸合和分断时的力信号发送至数据采集处理电路；
数据采集处理电路用于对吸合和分断时的触点电压信号、吸合和分断时的线圈电流信号吸合和分断时的触点电流信号和力信号进行处理，并输出处理后得到的电性能参数至上位机显示。
采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，该方法包括：
步骤一：将待测的一对动触头和静触头连接在阻性负载的供电回路中；
步骤二：调整水平滑台及竖直滑台的位置，使待测的静触头和动触头同轴，且待测的静触头和动触头的距离达到触点开距设定值；
步骤三：被测接触器的控制线圈通电，待测的动触点和静触点吸合，霍尔电压传感器采集吸合时的触点电压信号发送至信号调理电路，一号霍尔电流传感器采集吸合时被测接触器中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路；二号霍尔电流传感器采集一对动触头和静触头吸合时的触点电流信号；压电石英力传感器采集吸合时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路；经所述信号调理电路调理后的信号发送至数据采集处理电路；
步骤四：被测接触器的控制线圈断电，待测的动触头及静触头分断，霍尔电压传感器采集分断时的触点电压信号发送至信号调理电路，一号霍尔电流传感器采集分断时被测接触器中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路；二号霍尔电流传感器采集一对动触头和静触头分断时的触点电流信号；压电石英力传感器采集分断时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路；经所述信号调理电路调理后的信号发送至数据采集处理电路；
步骤五：数据采集处理电路对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数；所述接触器的电性能参数包括熔焊力、碰撞力、静压力、闭合时间、断开时间和燃弧时间。
本发明通过竖直滑台的上下滑动，从而实现了静触头和动触头之间的触头开距的调节，解决了现有的交流接触器可靠性试验设备不能实现触头开距可调的问题。动触桥和静簧片使得更换不同触头材料的动触头和静触头更加方便，从而进一步获得不同触头材料的触头的电性能，同时满足了现有的交流接触器试验装置无法完成接触器机械调整参数对其电性能的影响的需求。本发明还适用于接触器的寿命试验、关断与接通能力的试验、短路接通和分段能力的试验。
附图说明
图1为所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置的部分结构图；
图2为所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置的整体结构图；
图3为本发明的侧视图；
图4为动触桥固定钩的结构图；
图5为动触桥的结构图；
图6为被测接触器及动触桥支撑块的结构图；
图7为被测接触器的结构示意图；
图8为触头开距调整装置的结构图；
图9为力测量部件的结构图；
图10为图8的内部结构图；
图11为灭弧罩的结构图；
图12为具体实施方式五所述的装置电路连接关系图；
图13为触点断开时力信号示意图；
图14为触点闭合时力信号示意图；
图15为触点闭合期间的触点电压和触点电流示意图；
图16为触点断开期间的触点电压和触点电流示意图；
图中的附图标记：测试交流接触器及其固定装置1、触头开距调整装置2、力测量部件3、隔震底座4、被测接触器5、转接板6、动触桥支撑块7、动触桥固定钩8、动触桥9、动触头10、竖直滑台11、直角固定块12、水平滑台13、T型转接板14、横板14-1、竖板14-2、聚四氟乙烯隔热绝缘筒15、静簧片连接件16、静簧片17、静触头18、螺丝19、螺丝20、压电石英力传感器21、螺丝22、灭弧栅片23、灭弧罩24、霍尔电流传感器25、三个霍尔电压传感器26、信号调理电路27、数据采集处理电路28和上位机29；A表示A区；B表示B区；C表示C区；载触体5-1、动铁芯5-2、线圈5-3、静铁芯5-4、弹簧5-5和外壳5-6。
具体实施方式
具体实施方式一、参照图1至图11具体说明本实施方式，本实施方式所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，它包括被测接触器5，被测接触器5包括载触体5-1、动铁芯5-2、一个线圈5-3、静铁芯5-4、弹簧5-5和外壳5-6；动铁芯5-2、静铁芯5-4和载触体5-1均为“E”形，所述动铁芯5-2和静铁芯5-4相对放置，且动铁芯5-2的开口和静铁芯5-4的开口正对；线圈5-3位于正对的动铁芯5-2的开口和静铁芯5-4的开口内；弹簧5-5放置在线圈5-3中间；载触体5-1的开口朝上且固定在所述动铁芯5-2的上表面，所述载触体5-1的上半部分穿过外壳5-6的顶部；所述动铁芯5-2、线圈5-3、静铁芯5-4和弹簧5-5均位于外壳5-6的内部；
该装置还包括测试交流接触器及其固定装置1、两个触头开距调整装置2、六个力测量部件3、六个静触头安装单元和灭弧罩24；
测试交流接触器及其固定装置1包括转接板6和三个动触头安装单元，每个动触头安装单元包括一个动触桥支撑块7、一个动触桥固定钩8和一个动触桥9；
所述被测接触器5固定在转接板6的上表面，三个动触头安装单元的下表面均与被测接触器5的载触体5-1的上表面粘接固定，且三个动触头安装单元纵向同轴；
动触头安装单元中的动触桥固定钩8、动触桥支撑块7和动触桥9一一对应，所述动触桥固定钩8嵌固在对应的动触桥支撑块7上，对应的动触桥9嵌固在所述动触桥固定钩8上，
动触桥9桥身上的左右两侧各开有一个动触头安装孔，所述动触头安装孔用于安装待测的动触头10；
静触头安装单元包括聚四氟乙烯隔热绝缘筒15、静簧片连接件16和静簧片17；静簧片17、静簧片连接件16和聚四氟乙烯隔热绝缘筒15由上至下依次固定连接；静簧片17的上表面设置有静触头安装区，所述静触头安装区用于安装待测的静触头18；
三个动触头安装单元和六个静触头安装单元构成三组触头接触单元；每组触头接触单元包括一个动触头安装单元和两个静触头安装单元，且动触头安装单元中的动触桥9桥身左右两侧的动触头安装孔分别与静触头安装单元中的静触头安装区正对；
力测量部件3固定在静触头安装单元的底部，用于测量待测的静触头18和动触头10吸合及分断时的力信号；
触头开距调整装置2包括竖直滑台11、直角固定块12、水平滑台13、T型转接板14；直角固定块12的水平面位于水平滑台13上，且与该水平滑台13滑动连接，竖直滑台11的一侧与所述直角固定块12的竖直面滑动连接，T型转接板14的横板14-1与所述竖直滑台11的另一侧固定连接；T型转接板14的竖板14-2水平设置；
两个触头开距调整装置2分别位于所述测试交流接触器及其固定装置1的左右两侧，且镜像设置；
所述力测量部件3还固定在所述触头开距调整装置2的T型转接板14的竖板14-2的上表面；
灭弧罩24为一个无底的中空长方体，所述灭弧罩24内部由隔板分为A区、B区和C区，且每个区域内部固定有两个灭弧栅片23，且所述两个灭弧栅片23相对放置，所述两个灭弧栅片23的距离为所述动触桥9长度的1.3倍，灭弧罩24开口朝下且位于两个触头开距调整装置2的T型转接板14的竖板14-2上；
每个区域内部均覆盖一个所述触头接触单元；且所述触头接触单元的动触桥9和静簧片17位于相对放置的两个灭弧栅片23之间。
本发明以典型的交流接触器作为测量对象，提出了一种用于交流接触器的触头材料电性能测试装置及方法，用于测量接触器实际带载动作过程中的电性能。电性能包括线圈电流、触点电压、触点电流、熔焊力、碰撞力、静压力、闭合时间、断开时间、燃弧时间和燃弧能量等参数。灭弧罩的用途在于能安全熄灭三相触头分断过程中产生的电弧。其中，燃弧能量是通过对燃弧过程得到的电压电流相乘对时间做积分得到的，其原理属于现有技术。
本发明通过竖直滑台的上下滑动，从而实现了静触头和动触头之间的触头开距的调节，解决了现有的交流接触器测量装置不能实现触头开距可调的问题。动触桥9和静簧片17使得更换不同触头材料的动触头和静触头更加方便，从而进一步获得不同触头材料的触头的电性能，同时满足了现有的交流接触器试验装置无法完成接触器机械调整参数对其电性能的影响的需求。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置进一步说明，本实施方式中，所述力测量部件3为压电石英力传感器21。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置进一步说明，本实施方式中，所述的所述静簧片17通过螺丝22与静簧片连接件16连接，所述静簧片连接件16通过螺丝20与所述聚四氟乙烯隔热绝缘筒15连接，所述压电石英力传感器21通过螺丝19与聚四氟乙烯隔热绝缘筒15连接。
具体实施方式四、根据具体实施方式一所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置进一步说明，本实施方式中，它还包括隔震底座4，所述转接板6固定在隔震底座4的上表面；水平滑台13与隔震底座4的上表面滑动连接。
隔震底座4的作用是防震。
具体实施方式五、参照图12具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置进一步说明，本实施方式中，它还包括三个一号霍尔电流传感器25、三个二号霍尔电流传感器30、三个霍尔电压传感器26、信号调理电路27、数据采集处理电路28和上位机29；
每个霍尔电压传感器26用于采集一对动触头10和静触头18吸合和分断时的触点电压信号，且将吸合和分断时的触点电压信号发送至信号调理电路27；
每个一号霍尔电流传感器25用于采集一对动触头10和静触头18吸合和分断时被测接触器5中的线圈电流信号，且将吸合和分断时的线圈电流信号发送至信号调理电路27；
每个二号霍尔电流传感器30用于采集一对动触头10和静触头18吸合和分断时的触点电流信号，且将吸合和分断时的触点电流信号发送至信号调理电路27；
每个压电石英力传感器21用于采集一对动触头10和静触头18吸合和分断时的力信号，并将吸合和分断时的力信号发送至信号调理电路27；
信号调理电路27用于将接收的触点电压信号、线圈电流信号、触点电流信号和吸合和分断时的力信号发送至数据采集处理电路28；
数据采集处理电路28用于对吸合和分断时的触点电压信号、吸合和分断时的线圈电流信号、吸合和分断时的触点电流信号和力信号进行处理，并输出处理后得到的电性能参数至上位机29显示。
本发明所述的装置包括测试交流接触器及其固定装置、触头开距调整装置、力测量部件、隔震底座和灭弧罩。通过此装置再结合三个一号霍尔电流传感器25、三个二号霍尔电流传感器30、三个霍尔电压传感器26、信号调理电路27、数据采集处理电路28和上位机29，不仅可完成不同触头材料对交流接触器电寿命和可靠性的影响试验，同时也可以实现接触器负载条件、触头开距等参数对触头材料电性能的影响试验。
具体实施方式六、采用具体实施方式五所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，该方法包括：
步骤一：将待测的一对动触头和静触头连接在阻性负载的供电回路中；
步骤二：调整水平滑台13及竖直滑台11的位置，使待测的静触头18和动触头9同轴，且待测的静触头18和动触头9的距离达到触点开距设定值；
步骤三：被测接触器5的控制线圈通电，待测的动触点10和静触点18吸合，霍尔电压传感器26采集吸合时的触点电压信号发送至信号调理电路27，一号霍尔电流传感器25采集吸合时被测接触器5中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路27；二号霍尔电流传感器30采集一对动触头10和静触头18吸合时的触点电流信号；压电石英力传感器21采集吸合时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路27；经所述信号调理电路27调理后的信号发送至数据采集处理电路28；
步骤四：被测接触器5的控制线圈断电，待测的动触头9及静触头18分断，霍尔电压传感器26采集分断时的触点电压信号发送至信号调理电路27，一号霍尔电流传感器25采集分断时被测接触器5中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路27；二号霍尔电流传感器30采集一对动触头10和静触头18分断时的触点电流信号；压电石英力传感器21采集分断时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路27；经所述信号调理电路27调理后的信号发送至数据采集处理电路28；
步骤五：数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数；所述接触器的电性能参数包括熔焊力、碰撞力、静压力、闭合时间、断开时间和燃弧时间。
被测接触器的控制线圈属于阻性负载的供电回路的一部分，是现有技术；这里的控制线圈即为线圈5-1。
具体实施方式七、参照图13具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法进一步说明，本实施方式中，步骤五中所述的数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的熔焊力的方法为：
步骤C0、对压电石英力传感器校准；
步骤C1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的力信号，并得到触点分断时的力信号，所述力信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤C2、通过阈值判断法定位到力信号的电压交变沿区域；
步骤C3、通过算术平均法对力信号进行滤波，并得到滤波后的力信号；
步骤C4、通过最小值法定位到所述力信号的最小值；
步骤C5、对步骤C4所述的力信号的最小值取绝对值，即为熔焊力的大小。
具体实施方式八、参照图13具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法进一步说明，本实施方式中，，步骤五中所述的数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的静压力的方法为：
步骤A1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的力信号，并得到触点分断时的力信号，所述力信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤A2、通过阈值判断法定位到力信号的不变区域，该力信号的不变区域的力的大小即为静压力。
具体实施方式九、参照图14具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法进一步说明，本实施方式中，步骤五中所述的数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的碰撞力的方法为：
步骤B1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的力信号，并得到触点吸合时的力信号，所述力信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤B2、通过最大值法定位到力信号的最大值处，所述最大值即为碰撞力的大小。
具体实施方式十、参照图15和图16具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法进一步说明，本实施方式中，步骤五中所述的数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的闭合时间和断开时间的方法如下：
所述闭合时间的获取方法为：
步骤D1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的触点电压信号；所述触点电压信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤D2、通过阈值判断法定位到触点电压信号的交变沿突变时间；从发出接触器闭合信号开始到交变沿出现为止的时间为闭合时间；
所述断开时间的获取方法为：
步骤E1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的触电电流信号；所述触点电流信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤E2、通过阈值判断法定位到触点电流信号的交变沿突变时间；从发出接触器断开信号开始到交变沿出现为止的时间为断开时间。
具体实施方式十一、参照图16具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法进一步说明，本实施方式中，步骤五中所述的数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的燃弧时间的方法为：
步骤F1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的触点电压信号和触电电流信号；所述触点电压信号和触电电流信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤F2、通过阈值判断法定位到触点电压信号的交变沿突变时间和触点电流信号的交变沿突变时间；从发出接触器闭合信号开始到交变沿出现为止的时间为燃弧时间。
具体实施方式十二、本实施方式为一个实施例。
根据国家标准GB14048.1，本发明所述的装置可以进行接触器的寿命试验、关断与接通能力的试验、短路接通和分段能力的试验，下面以寿命试验为例，给出交流接触器寿命试验的电性能测试的方法。
步骤一：将待测的一对动触头和静触头连接在阻性负载的供电回路中；
步骤二：调整水平滑台13及竖直滑台11的位置，使待测的静触头18和动触头9同轴，且待测的静触头18和动触头9的距离达到触点开距设定值；
步骤三：被测接触器5的控制线圈通电，待测的动触点10和静触点18吸合，霍尔电压传感器26采集吸合时的触点电压信号发送至信号调理电路27，
一号霍尔电流传感器25采集吸合时被测接触器5中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路27；二号霍尔电流传感器30采集一对动触头10和静触头18吸合时的触点电流信号；
压电石英力传感器21采集吸合时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路27；经所述信号调理电路27调理后的信号发送至数据采集处理电路28；
步骤四：被测接触器5的控制线圈断电，待测的动触头9及静触头18分断，霍尔电压传感器26采集分断时的触点电压信号发送至信号调理电路27，
一号霍尔电流传感器25采集分断时被测接触器5中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路27；二号霍尔电流传感器30采集一对动触头10和静触头18分断时的触点电流信号；
压电石英力传感器21采集分断时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路27；经所述信号调理电路27调理后的信号发送至数据采集处理电路28；
步骤五：数据采集处理电路28对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数；所述接触器的电性能参数包括熔焊力、碰撞力、静压力、闭合时间、断开时间和燃弧时间；
步骤六：重复上述步骤一至步骤六，直到接触器或触头发生损坏无法正常动作，并记录接触器及触头的寿命，测量触头的磨损量。
图13至图16为本实施例得到的图，从图中的标注，能够进一步获知具体实施方式七至十一所述的方法的获取方式。
Claims (10)
1.用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，它包括被测接触器(5)，被测接触器(5)包括载触体(5-1)、动铁芯(5-2)、一个线圈(5-3)、静铁芯(5-4)、弹簧(5-5)和外壳(5-6)；动铁芯(5-2)、静铁芯(5-4)和载触体(5-1)均为“E”形，所述动铁芯(5-2)和静铁芯(5-4)相对放置，且动铁芯(5-2)的开口和静铁芯(5-4)的开口正对；线圈(5-3)位于正对的动铁芯(5-2)的开口和静铁芯(5-4)的开口内；弹簧(5-5)放置在线圈(5-3)中间；载触体(5-1)的开口朝上且固定在所述动铁芯(5-2)的上表面，所述载触体(5-1)的上半部分穿过外壳(5-6)的顶部；所述动铁芯(5-2)、线圈(5-3)、静铁芯(5-4)和弹簧(5-5)均位于外壳(5-6)的内部；
其特征在于，该装置还包括测试交流接触器及其固定装置(1)、两个触头开距调整装置(2)、六个力测量部件(3)、六个静触头安装单元和灭弧罩(24)；
测试交流接触器及其固定装置(1)包括转接板(6)和三个动触头安装单元，每个动触头安装单元包括一个动触桥支撑块(7)、一个动触桥固定钩(8)和一个动触桥(9)；
所述被测接触器(5)固定在转接板(6)的上表面，三个动触头安装单元的下表面均与被测接触器(5)的载触体(5-1)的上表面粘接固定，且三个动触头安装单元纵向同轴；
动触头安装单元中的动触桥固定钩(8)、动触桥支撑块(7)和动触桥(9)一一对应，所述动触桥固定钩(8)嵌固在对应的动触桥支撑块(7)上，对应的动触桥(9)嵌固在所述动触桥固定钩(8)上，
动触桥(9)桥身上的左右两侧各开有一个动触头安装孔，所述动触头安装孔用于安装待测的动触头(10)；
静触头安装单元包括聚四氟乙烯隔热绝缘筒(15)、静簧片连接件(16)和静簧片(17)；静簧片(17)、静簧片连接件(16)和聚四氟乙烯隔热绝缘筒(15)由上至下依次固定连接；静簧片(17)的上表面设置有静触头安装区，所述静触头安装区用于安装待测的静触头(18)；
三个动触头安装单元和六个静触头安装单元构成三组触头接触单元；每组触头接触单元包括一个动触头安装单元和两个静触头安装单元，且动触头安装单元中的动触桥(9)桥身左右两侧的动触头安装孔分别与静触头安装单元中的静触头安装区正对；
力测量部件(3)固定在静触头安装单元的底部，用于测量待测的静触头(18)和动触头(10)吸合及分断时的力信号；
触头开距调整装置(2)包括竖直滑台(11)、直角固定块(12)、水平滑台(13)、T型转接板(14)；直角固定块(12)的水平面位于水平滑台(13)上，且与该水平滑台(13)滑动连接，竖直滑台(11)的一侧与所述直角固定块(12)的竖直面滑动连接，T型转接板(14)的横板(14-1)与所述竖直滑台(11)的另一侧固定连接；T型转接板(14)的竖板(14-2)水平设置；
两个触头开距调整装置(2)分别位于所述测试交流接触器及其固定装置(1)的左右两侧，且镜像设置；
所述力测量部件(3)还固定在所述触头开距调整装置(2)的T型转接板(14)的竖板(14-2)的上表面；
灭弧罩(24)为一个无底的中空长方体，所述灭弧罩(24)内部由隔板分为A区、B区和C区，且每个区域内部固定有两个灭弧栅片(23)，且所述两个灭弧栅片(23)相对放置，所述两个灭弧栅片(23)的距离为所述动触桥(9)长度的1.3倍，灭弧罩(24)开口朝下且位于两个触头开距调整装置(2)的T型转接板(14)的竖板(14-2)上；
每个区域内部均覆盖一个所述触头接触单元；且所述触头接触单元的动触桥(9)和静簧片(17)位于相对放置的两个灭弧栅片(23)之间。
2.根据权利要求1所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，其特征在于，所述力测量部件(3)为压电石英力传感器(21)。
3.根据权利要求1所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，其特征在于，它还包括隔震底座(4)，所述转接板(6)固定在隔震底座(4)的上表面；水平滑台(13)与隔震底座(4)的上表面滑动连接。
4.根据权利要求1所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置，其特征在于，它还包括三个一号霍尔电流传感器(25)、三个二号霍尔电流传感器(30)、三个霍尔电压传感器(26)、信号调理电路(27)、数据采集处理电路(28)和上位机(29)；
每个霍尔电压传感器(26)用于采集一对动触头(10)和静触头(18)吸合和分断时的触点电压信号，且将吸合和分断时的触点电压信号发送至信号调理电路(27)；
每个一号霍尔电流传感器(25)用于采集一对动触头(10)和静触头(18)吸合和分断时被测接触器(5)中的线圈电流信号，且将吸合和分断时的线圈电流信号发送至信号调理电路(27)；
每个二号霍尔电流传感器(30)用于采集一对动触头(10)和静触头(18)吸合和分断时的触点电流信号，且将吸合和分断时的触点电流信号发送至信号调理电路(27)；
每个压电石英力传感器(21)用于采集一对动触头(10)和静触头(18)吸合和分断时的力信号，并将吸合和分断时的力信号发送至信号调理电路(27)；
信号调理电路(27)用于将接收的触点电压信号、线圈电流信号、触点电流信号和吸合和分断时的力信号发送至数据采集处理电路(28)；
数据采集处理电路(28)用于对吸合和分断时的触点电压信号、吸合和分断时的线圈电流信号、吸合和分断时的触点电流信号和力信号进行处理，并输出处理后得到的电性能参数至上位机(29)显示。
5.采用权利要求4所述的用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一：将待测的一对动触头和静触头连接在阻性负载的供电回路中；
步骤二：调整水平滑台(13)及竖直滑台(11)的位置，使待测的静触头(18)和动触头(9)同轴，且待测的静触头(18)和动触头(9)的距离达到触点开距设定值；
步骤三：被测接触器(5)的控制线圈通电，待测的动触点(10)和静触点(18)吸合，霍尔电压传感器(26)采集吸合时的触点电压信号发送至信号调理电路(27)，一号霍尔电流传感器(25)采集吸合时被测接触器(5)中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路(27)；二号霍尔电流传感器(30)采集一对动触头(10)和静触头(18)吸合时的触点电流信号；压电石英力传感器(21)采集吸合时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路(27)；经所述信号调理电路(27)调理后的信号发送至数据采集处理电路(28)；
步骤四：被测接触器(5)的控制线圈断电，待测的动触头(9)及静触头(18)分断，霍尔电压传感器(26)采集分断时的触点电压信号发送至信号调理电路(27)，一号霍尔电流传感器(25)采集分断时被测接触器(5)中的线圈电流信号并将该线圈电流信号发送至信号调理电路(27)；二号霍尔电流传感器(30)采集一对动触头(10)和静触头(18)分断时的触点电流信号；压电石英力传感器(21)采集分断时的力信号并将所述力信号发送至信号调理电路(27)；经所述信号调理电路(27)调理后的信号发送至数据采集处理电路(28)；
步骤五：数据采集处理电路(28)对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数；所述接触器的电性能参数包括熔焊力、碰撞力、静压力、闭合时间、断开时间和燃弧时间。
6.根据权利要求5所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，其特征在于，步骤五中所述的数据采集处理电路(28)对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的熔焊力的方法为：
步骤C0、对压电石英力传感器校准；
步骤C1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的力信号，并得到触点分断时的力信号，所述力信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤C2、通过阈值判断法定位到力信号的电压交变沿区域；
步骤C3、通过算术平均法对力信号进行滤波，并得到滤波后的力信号；
步骤C4、通过最小值法定位到所述力信号的最小值；
步骤C5、对步骤C4所述的力信号的最小值取绝对值，即为熔焊力的大小。
7.根据权利要求5所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，其特征在于，步骤五中所述的数据采集处理电路(28)对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的静压力的方法为：
步骤A1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的力信号，并得到触点分断时的力信号，所述力信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤A2、通过阈值判断法定位到力信号的不变区域，该力信号的不变区域的力的大小即为静压力。
8.根据权利要求5所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，其特征在于，步骤五中所述的数据采集处理电路(28)对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的碰撞力的方法为：
步骤B1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的力信号，并得到触点吸合时的力信号，所述力信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤B2、通过最大值法定位到力信号的最大值处，所述最大值即为碰撞力的大小。
9.根据权利要求5所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，其特征在于，步骤五中所述的数据采集处理电路(28)对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的闭合时间和断开时间的方法如下：
所述闭合时间的获取方法为：
步骤D1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的触点电压信号；所述触点电压信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤D2、通过阈值判断法定位到触点电压信号的交变沿突变时间；从发出接触器闭合信号开始到交变沿出现为止的时间为闭合时间；
所述断开时间的获取方法为：
步骤E1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的触电电流信号；所述触点电流信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤E2、通过阈值判断法定位到触点电流信号的交变沿突变时间；从发出接触器断开信号开始到交变沿出现为止的时间为断开时间。
10.根据权利要求5所述的采用用于交流接触器触头材料电性能测试的装置测试触头材料电性能的方法，其特征在于，步骤五中所述的数据采集处理电路(28)对接收的数据进行处理得到接触器的电性能参数中的燃弧时间的方法为：
步骤F1、根据用于交流接触器触头材料电性能测试的装置得到的触点电压信号和触电电流信号；所述触点电压信号和触电电流信号位于直角坐标系内，且横坐标为时间；
步骤F2、通过阈值判断法定位到触点电压信号的交变沿突变时间和触点电流信号的交变沿突变时间；从发出接触器闭合信号开始到交变沿出现为止的时间为燃弧时间。
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