浅析电磁继电器的调整工艺

彭德教

(浙江利尔德继电器有限公司，浙江乐清，325604)

1 引言

由于零部件不可能完全一致,线圈的直流电阻和匝数不可能一样,导致了装配质量的差异,影响到继电器的功能千差万别,甚至根本不能使用。因此,需要加以调整,以便使继电器的功能基本一致。这就是说,调整的目的是使继电器功能趋于一致,以满足使用要求。一般来说,电磁继电器需要调整的参数有两类:机械参数和电气参数。

2 机械参数的调整

电磁继电器的机械参数有触点间隙、触点超行程、触点压力、衔铁行程、衔铁超行程、电磁吸力、衔铁间隙等,这里只着重介绍对继电器影响较大的几个参数。

2.1 触点间隙的调整和测量

(1)规定触点间隙的目的是保证触点在额定负载电压和额定负载电流下能正常可靠地工作,在断开和闭合时能迅速熄灭电弧,不至于因电弧或火花而烧坏触点。同时也为了在切断和闭合外电路(负载)时干脆利落。

(2)因为电弧的温度是极高的(有几千摄氏度),足以熔化触点;假若有电弧,就等于没有断开触点,外电路就没有切断,所以触点间不能有连续电弧,它必须有足够的距离,保证不产生连续电弧,只能有点火花(即迅速灭弧)。

(3)触点间隙就是指继电器在释放状态时动触点与静触点之间的距离,它是由设计确定、工艺来保证的,正常情况下无需调整。但由于零件的偏差,使得装配出来的触点间隙有时会偏大或偏小,那就必须进行调整。调整时是从静簧片的根部扳动上或下静簧片来改变触点间隙的大小,然后再将上、下静簧片校正平行。

但是,究竟扳动上静簧片还是扳动下静簧片呢?这就必须要根据触点超行程来决定了,若触点超行程刚好满足工艺要求,无论触点间隙偏大或偏小,都不能扳动下静簧片,只能扳动上静簧片了。间隙偏大,向下扳动;间隙偏小,向上扳动。当然,这种扳动是不能太大的。因此,若触点间隙与工艺要求的间隙值偏差太大时,只能退回重装;另外还可以改变动触点的铆压高度来适当调整触点间隙。

(4)触点间隙是用塞尺或塞规测量的。在保持静簧片、动簧片基本平直的情况下,看塞尺或塞规能否顺利通过间隙来衡量触点间隙是否合格。若能轻松自如地通过间隙,即为合格;若通过间隙困难或通过时触点与塞规(尺)的擦动较大,即通过时不顺利,那就是不合格;若通过时如入无人之境,那就说明间隙偏大。塞规的直径或塞尺的厚度由设计、工艺来确定。若间隙偏大时,只要不影响吸合电压,一般情况下可以不去调整。

2.2 触点超行程的调整和测量

(1)规定触点超行程的目的是为了保证动合触点在闭合后有足够的压力和尽可能小的接触电阻,从而保证触点安全可靠地工作,同时也为了促使动触点在断电或释放时能迅速跳开。

(2)触点超行程是指动合触点组接触后(此时衔铁并未完全吸合)到完全闭合还应该走的距离。所以它是指动合触点超行程(简称超行程),其调整方法一般是从动簧片的根部扳动动簧片来实现超行程的调整。向上扳动是减小超行程,向下扳动是增大超行程。在有多组触点时,一个一个地扳动是不可能扳动得一致的,往往采用如下办法:取下拉簧,拿住动接触组合的塑压部分,将动触点搁在上静簧片上向下压塑压部分,使动簧片向上翘起一点且较为一致,从而达到减小超行程的目的。当超行程偏大时,可用镊子插入衔铁与铁芯之间(见图1),扳动镊子使衔铁向上抬起,或用手拿住塑压部分向上抬起衔铁,从而达到适当增大超行程的目的。

图1 继电器结构示意图

有时,由于某个零件的超差,装配时又未注意,结果导致继电器无超行程。此时调整较为麻烦,一般可以松开固定螺钉,将磁路组合向下移动。若向上移动则可减小超行程,最后再将螺钉拧紧。

(3)在有些小型继电器如:T90、T73、22F等(见图3),当超行程偏大时只能将动簧片的头部适当抬起(在用力点6加力)来减小超行程,同时增大了触点压力,降低了吸合电压,也降低了释放电压。当超行程偏小时,可压低动簧片头部(在用力点7加力)以增大超行程,同时减小了触点压力,提高了吸合电压,也提高了释放电压。这种调整最好与触点压力配合起来调整。

(4)触点超行程的测量

由于触点超行程无法直接测量,通常采用替代或近似测量方法。即将塞尺或塞规插入衔铁与铁芯之间(见图1),然后使继电器吸合或用手指压住动接触组件使继电器达到吸合状态,此时如果动合触点组仍处于闭合状态或动合指示灯仍点亮,则表明超行程已达到要求(或合格),大于规定值。若触点组间有间隙或指示灯不亮,则表明超行程不合格,必须调整。

塞规直径或塞尺厚度由设计、工艺规定。由于触点处的力臂大于衔铁的力臂(铁芯中心处),因此塞规直径或塞尺厚度值可以小于超行程的规定值。超行程过大也是不可取的,因为超行程大意味着接触压力大,易使触点磨损,缩短了继电器的寿命,同时也延长了释放时间。一般来说,只要接触压力大于触点压力的1.5～2倍就可以了。

2.3 触点压力的调整和测量

(1)规定触点压力的目的是保证在释放状态下,静合触点间有足够的压力,从而保证有较小的接触电阻,使静合触点组能可靠地工作。

(2)触点压力指的是静合触点压力,动合触点压力由电磁吸力和超行程来保证,远远大于静合触点压力,所以一般不提出要求,也无需测量。若客户有此要求可在技术协议中规定。

(3)继电器在释放状态下测试触点压力,方法是将测力计的测试杆头部压在动簧片的头部(见图2),压下动簧片,当动触点刚刚离开静触点(常闭指示灯刚刚熄灭)时,所得到的测力计的读数即为触点压力值。测量时要求测试杆平行于动簧片的平面、垂直于动簧片的中心线或与中心线一致(图2),否则测试就不正确。

图2 触点压力测试示意图

(4)在用拉簧的继电器上,当触点压力偏小时,可将拉簧两端的挂钩压扁些,使拉力增大一点,即可达到增大触点压力的目的,但也同时提高了吸合电压,有利于释放。在允许情况下,也可减小超行程,以增大触点压力,此时有可能减小吸合电压,也降低了释放电压。原因是在增大拉簧拉力时,增大了衔铁间隙,而减小超行程时却减小了衔铁间隙。

若触点压力偏大,在不影响吸合电压时,可不去调整。如果需要调整,可将拉簧拉长一些或将挂钩放松一点,使其拉力下降,即可使触点压力减小,但也同时降低了吸合电压,不利于释放。在吸合电压允许的情况下,也可将超行程增大,达到减小触点压力的目的,此时也提高了释放电压。

(5)在有些小型继电器如:T90、T73、22F等,它们只靠动簧片的延长部分预压弯来获得触点压力。其压力的调整可见图3。用镊子尖端插入间隙1处可增大触点压力,插入间隙2处可减小触点压力;在用力方向3用镊子同时加力可减小触点压力,在用力方向4用镊子同时加力可增大触点压力;在用力方向5加力可减小触点压力,同时也将动触点向左推移了一点。这是在两个静触点固定不动时才有这样的效果,若取下上静接触簧片,就不一定是如此效果了。

图3 T73、T90机械参数调整示图

当触点压力消失时,可以将上静簧片取下,扳起衔铁增大动簧片的预应力,然后再装好上静接触簧片,用前面的方法调整好触点压力。

(6)触点压力的大小由设计、工艺来规定,它的单位是牛顿(N)。

3 继电器电气参数的调整和测量

继电器的电气参数很多,但需要且能够调整的主要有三个:动作(吸合)电压、释放电压和接触电阻。

3.1 动作电压和释放电压的测量和调整

(1)动作电压和释放电压的定义

动作电压又称为吸合电压。当继电器的输入电压由零上升到某一定值时,继电器动作,此时静合触点组全部断开,动合触点组全部闭合,这个定值就叫做吸合电压。继电器自吸合电压继续上升至额定值时,继电器保持吸合状态不变。

释放电压是当继电器由额定值下降至某一定值时,继电器由吸合状态放开,恢复原状,此时闭合的动合触点组全部断开,动断(常闭)触点组又重新全部闭合,这一定值就称为释放电压。释放电压要比吸合电压低得多,继电器在电压下降至释放电压之前,继电器保持吸合状态不变;从释放电压下降至零的过程中,继电器保持释放状态不变。

(2)规定动作电压和释放电压的目的是保证继电器工作可靠。国家标准规定继电器的动作电压在直流时≤75%的额定工作电压,交流时≤80%的额定工作电压;释放电压在直流时≥5%的额定工作电压,交流时≥15%的额定工作电压。具体规定时制造厂可提高这些值或与客户商定。

(3)测量方法

继电器的动作(吸合)电压和释放电压的具体测量方法是这样的:将继电器插到继电器测试仪的测试插座上,调整好仪表,缓慢转动电压调节旋钮,使继电器的输入电压(又称为激励电压)逐渐上升至额定工作电压(甚至110%的额定电压);然后缓慢下降输入电压到继电器释放(动断即常闭指示灯刚刚点亮)时的电压读数即为该继电器的“释放电压”。继电器继续下降至零,其释放状态不变。而后再缓慢升高输入电压至继电器吸合(动合即常开指示灯刚刚点亮)时的电压读数即为该继电器的“动作(吸合)电压”(见图4)。第一次的吸合电压不算,因为磁路没有磁化,会使释放过早而造成误判。吸合、释放电压均应符合设计、工艺的规定。

图4 吸合、释放电压示意图

(4)继电器动作(吸合)、释放电压的调整方法

当继电器的动作电压偏大时,可增大触点压力或减小超行程;当动作电压偏小时,可减小触点压力或增大超行程。当释放电压偏小时,可减小触点压力或增大超行程;当释放电压偏大时,可增大触点压力或减小超行程。对于有拉簧的继电器,增大或减小拉力即可使触点压力增大或减小,此时并不影响超行程的大小。

(5)对于交流继电器,当将铁芯工作面与衔铁配平后,在初步检测吸合电压的过程中,颤抖(吸合噪音)电压范围应不大于额定电压的5%,并在吸合后再继续升高电压至额定电压的110%的过程中应无交流声(将继电器移近耳旁约10厘米左右,应听不到电压频率的嗡嗡声或嗡嗡声极小)。

否则必需重新调整衔铁、铁芯、轭铁的配合间隙。

在较好的铆装、装配下,调整时只要将触点的同步性调好,也一样可以避免吸合噪音和交流声。

3.2 接触电阻的测量和调整

(1)规定接触电阻的目的是为了保证触点的接触可靠性和使触点组在工作过程中不发热或尽量少发热,以保证和延长触点的寿命。

(2)接触电阻的测量一般可用直读式的毫欧(mΩ)表或电桥,也可用万用表粗测。最精确的方法是压降法,就是测量触点的电压降和流过它的电流,然后用欧姆定律的公式来计算,即:

Ri=V/I

(1)

式中:Rj--接触电阻;

V--触点电压降;

I--流过触点的电流。

具体测量是从触点引出端来测量,就是说接触电阻包括静簧片的电阻、静触点本身的电阻、动触点本身的电阻、动簧片的电阻、动簧片引出线和引出脚的电阻和两个触点接触处的电阻。

(3)接触电阻的调整

一般来说，接触电阻越小越好。减小接触电阻主要有两个途径：一是增大接触压力，这个压力可以使触点接触时产生擦动，磨破表面的氧化膜，从而减小接触电阻。二是用电缆纸或干净的复印纸进行擦拭，目的是破坏或减薄触点表面的氧化膜和擦掉表面的污染物，从而减小接触电阻。当然还可以清洗。现在有一种触点清洗剂，当时用上的确不错，但它有一定的粘性，可能是今后导致接触电阻变大的罪魁祸首，应当慎重。

另外,接触电阻大小还与触点材料有关,应审慎选择。一般工艺上规定出厂时接触电阻要小于或等于50毫欧。

3.3 动作时间、释放时间和接触时差

这里,顺便介绍一下另一个参数,即动作时间、释放时间和接触时差。它们与拉簧的拉力和动簧片的反力有关,与触点间隙大小有关,与超行程有关。因此,前面讲到的:“若间隙偏大时,只要不影响吸合电压,一般情况下可以不去调整”这句话是不完整的,因为触点间隙偏大时,势必要延长吸合和释放时间,应在实践中细心掌握。

总之,上面所讲的内容只能起到理论上的指导作用,具体怎样操作更好、更快、质量更好,还需要操者细心摸索、总结经验。