用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置及采用該裝置測試觸頭材料電性能的方法
【專利摘要】用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置及采用該裝置測試觸頭材料電性能的方法，屬低壓電器和電工材料領域。為了解決現有的交流接觸器可靠性試驗設備不能實現觸頭開距可調以及觸頭材料可更換條件下的接觸器電性能測量的問題。通過豎直滑臺的上下滑動，調節靜觸頭和動觸頭之間的觸頭開距，解決了現有的交流接觸器可靠性試驗設備不能實現觸頭開距可調的問題。動觸橋和靜簧片使得更換不同觸頭材料的動觸頭和靜觸頭更加方便，從而進一步獲得不同觸頭材料的觸頭的電性能，同時滿足了現有的交流接觸器試驗裝置無法完成接觸器機械調整參數對其電性能的影響的需求。還適用于接觸器的壽命試驗、關斷與接通能力的試驗、短路接通和分段能力的試驗。
【專利說明】用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置及采用該裝置測試觸頭材料電性能的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及低壓電器和電工材料領域。
【背景技術】
[0002]交流接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，主要控制對象是電動機，此外也用于其他電力負載，如電熱器，電焊機，照明設備，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制，是自動控制系統中的重要元件之一。因此交流接觸器的可靠性在實際的生產中至關重要，需要對交流電接觸器電壽命實驗過程中的關鍵特性參數進行測試。
[0003]交流接觸器的觸頭材料是其內完成導通、分斷電流功能的載體，因此其電弧與電接觸性能是影響交流接觸器電壽命與可靠性的關鍵。近年來，交流接觸器制造商的需求普遍體現在產品“小型化、低功耗、長壽命、高可靠”等方面，因此對于所配套的觸頭材料提出了越來越高的要求。在此帶動下，針對觸頭材料組分優化開展的研究工作，在一定程度上使電器的電壽命得到提高。眾所周知，交流接觸器的電壽命與切換負載條件、機械運動特性、工作環境氣氛、觸頭材料組分等因素直接相關，因此單一的觸頭材料組分與交流接觸器的電壽命的對應關系也并非是確定性的。
[0004]現有的交流接觸器試驗裝置主要集中在可靠性試驗方面。該類測試裝置的局限性主要體現在:(I)對接觸器成品進行可靠性試驗，以每次動作過程中接觸壓降等參數判斷接觸器是否失效并記錄，無法完成接觸器機械調整參數如觸頭開距等對其電性能的影響。
(2)無法方便研究觸頭材料對接觸器電性能的影響。(3)只能對接觸器的電壓電流進行測量，無法實現對觸頭熔焊力參數的測量。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有的交流接觸器可靠性試驗設備不能實現觸頭開距可調以及觸頭材料可更換條件下的接觸器電性能測量的問題，也是為了滿足現有的交流接觸器試驗裝置無法完成接觸器機械調整參數對其電性能的影響的需求。提出了用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置及采用該裝置測試觸頭材料電性能的方法。
[0006]用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，該裝置包括測試交流接觸器及其固定裝置、兩個觸頭開距調整裝置、六個力測量部件、六個靜觸頭安裝單元和滅弧罩；
[0007]測試交流接觸器及其固定裝置包括轉接板和三個動觸頭安裝單元，每個動觸頭安裝單元包括一個動觸橋支撐塊、一個動觸橋固定鉤和一個動觸橋；
[0008]所述被測接觸器固定在轉接板的上表面，三個動觸頭安裝單元的下表面均與被測接觸器的載觸體的上表面粘接固定，且三個動觸頭安裝單元縱向同軸；
[0009]動觸頭安裝單元中的動觸橋固定鉤、動觸橋支撐塊和動觸橋--對應,所述動觸橋固定鉤嵌固在對應的動觸橋支撐塊上，對應的動觸橋嵌固在所述動觸橋固定鉤上，
[0010]動觸橋橋身上的左右兩側各開有一個動觸頭安裝孔，所述動觸頭安裝孔用于安裝待測的動觸頭；
[0011]靜觸頭安裝單元包括聚四氟乙烯隔熱絕緣筒、靜簧片連接件和靜簧片；靜簧片、靜簧片連接件和聚四氟乙烯隔熱絕緣筒由上至下依次固定連接；靜簧片的上表面設置有靜觸頭安裝區，所述靜觸頭安裝區用于安裝待測的靜觸頭；
[0012]三個動觸頭安裝單元和六個靜觸頭安裝單元構成三組觸頭接觸單元；每組觸頭接觸單元包括一個動觸頭安裝單元和兩個靜觸頭安裝單元，且動觸頭安裝單元中的動觸橋橋身左右兩側的動觸頭安裝孔分別與靜觸頭安裝單元中的靜觸頭安裝區正對；
[0013]力測量部件固定在靜觸頭安裝單元的底部，用于測量待測的靜觸頭和動觸頭吸合及分斷時的力信號；
[0014]觸頭開距調整裝置包括豎直滑臺、直角固定塊、水平滑臺、T型轉接板；直角固定塊的水平面位于水平滑臺上，且與該水平滑臺滑動連接，豎直滑臺的一側與所述直角固定塊的豎直面滑動連接，T型轉接板的橫板與所述豎直滑臺的另一側固定連接；τ型轉接板的豎板水平設置；
[0015]兩個觸頭開距調整裝置分別位于所述測試交流接觸器及其固定裝置的左右兩側，且鏡像設置；
[0016]所述力測量部件還固定在所述觸頭開距調整裝置的T型轉接板的豎板的上表面；
[0017]滅弧罩為一個無底的中空長方體，所述滅弧罩內部由隔板分為A區、B區和C區，且每個區域內部固定有兩個滅弧柵片，且所述兩個滅弧柵片相對放置，所述兩個滅弧柵片的距離為所述動觸橋長度的1.3倍，滅弧罩開口朝下且位于兩個觸頭開距調整裝置的T型轉接板的豎板上；
[0018]每個區域內部均覆蓋一個所述觸頭接觸單元；且所述觸頭接觸單元的動觸橋和靜簧片位于相對放置的兩個滅弧柵片之間。
[0019]用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，它還包括隔震底座，所述轉接板固定在隔震底座的上表面；水平滑臺與隔震底座的上表面滑動連接。
[0020]用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，它還包括三個一號霍爾電流傳感器、三個二號霍爾電流傳感器、三個霍爾電壓傳感器、信號調理電路、數據采集處理電路和上位機；
[0021]每個霍爾電壓傳感器用于采集一對動觸頭和靜觸頭吸合和分斷時的觸點電壓信號，且將吸合和分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路；
[0022]每個一號霍爾電流傳感器用于采集一對動觸頭和靜觸頭吸合和分斷時被測接觸器中的線圈電流信號，且將吸合和分斷時的線圈電流信號發送至信號調理電路；
[0023]每個二號霍爾電流傳感器用于采集一對動觸頭和靜觸頭吸合和分斷時的觸點電流信號，且將吸合和分斷時的觸點電流信號發送至信號調理電路；
[0024]每個壓電石英力傳感器用于采集一對動觸頭和靜觸頭吸合和分斷時的力信號，并將吸合和分斷時的力信號發送至信號調理電路；
[0025]信號調理電路用于將接收的觸點電壓信號、線圈電流信號、觸點電流信號和吸合和分斷時的力信號發送至數據采集處理電路；
[0026]數據采集處理電路用于對吸合和分斷時的觸點電壓信號、吸合和分斷時的線圈電流信號吸合和分斷時的觸點電流信號和力信號進行處理，并輸出處理后得到的電性能參數至上位機顯示。
[0027]采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，該方法包括:
[0028]步驟一:將待測的一對動觸頭和靜觸頭連接在阻性負載的供電回路中；
[0029]步驟二:調整水平滑臺及豎直滑臺的位置，使待測的靜觸頭和動觸頭同軸，且待測的靜觸頭和動觸頭的距離達到觸點開距設定值；
[0030]步驟三:被測接觸器的控制線圈通電，待測的動觸點和靜觸點吸合，霍爾電壓傳感器采集吸合時的觸點電壓信號發送至信號調理電路，一號霍爾電流傳感器采集吸合時被測接觸器中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路；二號霍爾電流傳感器采集一對動觸頭和靜觸頭吸合時的觸點電流信號；壓電石英力傳感器采集吸合時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路；經所述信號調理電路調理后的信號發送至數據采集處理電路；
[0031]步驟四:被測接觸器的控制線圈斷電，待測的動觸頭及靜觸頭分斷，霍爾電壓傳感器采集分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路，一號霍爾電流傳感器采集分斷時被測接觸器中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路；二號霍爾電流傳感器采集一對動觸頭和靜觸頭分斷時的觸點電流信號；壓電石英力傳感器采集分斷時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路；經所述信號調理電路調理后的信號發送至數據采集處理電路；
[0032]步驟五:數據采集處理電路對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數；所述接觸器的電性能參數包括熔焊力、碰撞力、靜壓力、閉合時間、斷開時間和燃弧時間。
[0033]本發明通過豎直滑臺的上下滑動，從而實現了靜觸頭和動觸頭之間的觸頭開距的調節，解決了現有的交流接觸器可靠性試驗設備不能實現觸頭開距可調的問題。動觸橋和靜簧片使得更換不同觸頭材料的動觸頭和靜觸頭更加方便，從而進一步獲得不同觸頭材料的觸頭的電性能，同時滿足了現有的交流接觸器試驗裝置無法完成接觸器機械調整參數對其電性能的影響的需求。本發明還適用于接觸器的壽命試驗、關斷與接通能力的試驗、短路接通和分段能力的試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1為所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置的部分結構圖；
[0035]圖2為所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置的整體結構圖；
[0036]圖3為本發明的側視圖；
[0037]圖4為動觸橋固定鉤的結構圖；
[0038]圖5為動觸橋的結構圖；
[0039]圖6為被測接觸器及動觸橋支撐塊的結構圖；
[0040]圖7為被測接觸器的結構示意圖；
[0041]圖8為觸頭開距調整裝置的結構圖；
[0042]圖9為力測量部件的結構圖；
[0043]圖10為圖8的內部結構圖；
[0044]圖11為滅弧罩的結構圖；
[0045]圖12為【具體實施方式】五所述的裝置電路連接關系圖；
[0046]圖13為觸點斷開時力信號示意圖；
[0047]圖14為觸點閉合時力信號示意圖；
[0048]圖15為觸點閉合期間的觸點電壓和觸點電流示意圖；
[0049]圖16為觸點斷開期間的觸點電壓和觸點電流示意圖；
[0050]圖中的附圖標記:測試交流接觸器及其固定裝置1、觸頭開距調整裝置2、力測量部件3、隔震底座4、被測接觸器5、轉接板6、動觸橋支撐塊7、動觸橋固定鉤8、動觸橋9、動觸頭10、豎直滑臺11、直角固定塊12、水平滑臺13、T型轉接板14、橫板14_1、豎板14_2、聚四氟乙烯隔熱絕緣筒15、靜簧片連接件16、靜簧片17、靜觸頭18、螺絲19、螺絲20、壓電石英力傳感器21、螺絲22、滅弧柵片23、滅弧罩24、霍爾電流傳感器25、三個霍爾電壓傳感器
26、信號調理電路27、數據采集處理電路28和上位機29 ；Α表示A區；B表示B區；C表示C區；載觸體5-1、動鐵芯5-2、線圈5-3、靜鐵芯5-4、彈簧5_5和外殼5_6。
【具體實施方式】
[0051]【具體實施方式】一、參照圖1至圖11具體說明本實施方式，本實施方式所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，它包括被測接觸器5，被測接觸器5包括載觸體5-1、動鐵芯5-2、一個線圈5-3、靜鐵芯5-4、彈簧5_5和外殼5_6 ;動鐵芯5_2、靜鐵芯5_4和載觸體5-1均為“Ε”形，所述動鐵芯5-2和靜鐵芯5-4相對放置，且動鐵芯5-2的開口和靜鐵芯5-4的開口正對；線圈5-3位于正對的動鐵芯5-2的開口和靜鐵芯5-4的開口內；彈簧5-5放置在線圈5-3中間；載觸體5-1的開口朝上且固定在所述動鐵芯5-2的上表面，所述載觸體5-1的上半部分穿過外殼5-6的頂部；所述動鐵芯5-2、線圈5-3、靜鐵芯5_4和彈簧5-5均位于外殼5-6的內部；
[0052]該裝置還包括測試交流接觸器及其固定裝置1、兩個觸頭開距調整裝置2、六個力測量部件3、六個靜觸頭安裝單元和滅弧罩24 ；
[0053]測試交流接觸器及其固定裝置I包括轉接板6和三個動觸頭安裝單元，每個動觸頭安裝單元包括一個動觸橋支撐塊7、一個動觸橋固定鉤8和一個動觸橋9 ；
[0054]所述被測接觸器5固定在轉接板6的上表面，三個動觸頭安裝單元的下表面均與被測接觸器5的載觸體5-1的上表面粘接固定，且三個動觸頭安裝單元縱向同軸；
[0055]動觸頭安裝單元中的動觸橋固定鉤8、動觸橋支撐塊7和動觸橋9--對應，所述動觸橋固定鉤8嵌固在對應的動觸橋支撐塊7上，對應的動觸橋9嵌固在所述動觸橋固定鉤8上，
[0056]動觸橋9橋身上的左右兩側各開有一個動觸頭安裝孔,所述動觸頭安裝孔用于安裝待測的動觸頭10 ；
[0057]靜觸頭安裝單元包括聚四氟乙烯隔熱絕緣筒15、靜簧片連接件16和靜簧片17 ;靜簧片17、靜簧片連接件16和聚四氟乙烯隔熱絕緣筒15由上至下依次固定連接；靜簧片17的上表面設置有靜觸頭安裝區，所述靜觸頭安裝區用于安裝待測的靜觸頭18 ；
[0058]三個動觸頭安裝單元和六個靜觸頭安裝單元構成三組觸頭接觸單元；每組觸頭接觸單元包括一個動觸頭安裝單元和兩個靜觸頭安裝單元，且動觸頭安裝單元中的動觸橋9橋身左右兩側的動觸頭安裝孔分別與靜觸頭安裝單元中的靜觸頭安裝區正對；
[0059]力測量部件3固定在靜觸頭安裝單元的底部，用于測量待測的靜觸頭18和動觸頭10吸合及分斷時的力信號；
[0060]觸頭開距調整裝置2包括豎直滑臺11、直角固定塊12、水平滑臺13、T型轉接板14 ;直角固定塊12的水平面位于水平滑臺13上，且與該水平滑臺13滑動連接，豎直滑臺11的一側與所述直角固定塊12的豎直面滑動連接，T型轉接板14的橫板14-1與所述豎直滑臺11的另一側固定連接；T型轉接板14的豎板14-2水平設置；
[0061]兩個觸頭開距調整裝置2分別位于所述測試交流接觸器及其固定裝置I的左右兩偵牝且鏡像設置；
[0062]所述力測量部件3還固定在所述觸頭開距調整裝置2的T型轉接板14的豎板14_2的上表面；
[0063]滅弧罩24為一個無底的中空長方體，所述滅弧罩24內部由隔板分為A區、B區和C區，且每個區域內部固定有兩個滅弧柵片23，且所述兩個滅弧柵片23相對放置，所述兩個滅弧柵片23的距離為所述動觸橋9長度的1.3倍，滅弧罩24開口朝下且位于兩個觸頭開距調整裝置2的T型轉接板14的豎板14-2上；
[0064]每個區域內部均覆蓋一個所述觸頭接觸單元；且所述觸頭接觸單元的動觸橋9和靜簧片17位于相對放置的兩個滅弧柵片23之間。
[0065]本發明以典型的交流接觸器作為測量對象，提出了一種用于交流接觸器的觸頭材料電性能測試裝置及方法，用于測量接觸器實際帶載動作過程中的電性能。電性能包括線圈電流、觸點電壓、觸點電流、熔焊力、碰撞力、靜壓力、閉合時間、斷開時間、燃弧時間和燃弧能量等參數。滅弧罩的用途在于能安全熄滅三相觸頭分斷過程中產生的電弧。其中，燃弧能量是通過對燃弧過程得到的電壓電流相乘對時間做積分得到的，其原理屬于現有技術。
[0066]本發明通過豎直滑臺的上下滑動，從而實現了靜觸頭和動觸頭之間的觸頭開距的調節，解決了現有的交流接觸器測量裝置不能實現觸頭開距可調的問題。動觸橋9和靜簧片17使得更換不同觸頭材料的動觸頭和靜觸頭更加方便，從而進一步獲得不同觸頭材料的觸頭的電性能，同時滿足了現有的交流接觸器試驗裝置無法完成接觸器機械調整參數對其電性能的影響的需求。
[0067]【具體實施方式】二、本實施方式是對【具體實施方式】一所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置進一步說明，本實施方式中，所述力測量部件3為壓電石英力傳感器21。
[0068]【具體實施方式】三、本實施方式是對【具體實施方式】一所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置進一步說明，本實施方式中，所述的所述靜簧片17通過螺絲22與靜簧片連接件16連接，所述靜簧片連接件16通過螺絲20與所述聚四氟乙烯隔熱絕緣筒15連接，所述壓電石英力傳感器21通過螺絲19與聚四氟乙烯隔熱絕緣筒15連接。
[0069]【具體實施方式】四、根據【具體實施方式】一所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置進一步說明，本實施方式中，它還包括隔震底座4，所述轉接板6固定在隔震底座4的上表面；水平滑臺13與隔震底座4的上表面滑動連接。
[0070]隔震底座4的作用是防震。
[0071]【具體實施方式】五、參照圖12具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】一所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置進一步說明，本實施方式中，它還包括三個一號霍爾電流傳感器25、三個二號霍爾電流傳感器30、三個霍爾電壓傳感器26、信號調理電路27、數據采集處理電路28和上位機29 ；
[0072]每個霍爾電壓傳感器26用于采集一對動觸頭10和靜觸頭18吸合和分斷時的觸點電壓信號，且將吸合和分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路27 ；
[0073]每個一號霍爾電流傳感器25用于采集一對動觸頭10和靜觸頭18吸合和分斷時被測接觸器5中的線圈電流信號，且將吸合和分斷時的線圈電流信號發送至信號調理電路27 ；
[0074]每個二號霍爾電流傳感器30用于采集一對動觸頭10和靜觸頭18吸合和分斷時的觸點電流信號，且將吸合和分斷時的觸點電流信號發送至信號調理電路27 ；
[0075]每個壓電石英力傳感器21用于采集一對動觸頭10和靜觸頭18吸合和分斷時的力信號，并將吸合和分斷時的力信號發送至信號調理電路27 ；
[0076]信號調理電路27用于將接收的觸點電壓信號、線圈電流信號、觸點電流信號和吸合和分斷時的力信號發送至數據采集處理電路28 ；
[0077]數據采集處理電路28用于對吸合和分斷時的觸點電壓信號、吸合和分斷時的線圈電流信號、吸合和分斷時的觸點電流信號和力信號進行處理，并輸出處理后得到的電性能參數至上位機29顯示。
[0078]本發明所述的裝置包括測試交流接觸器及其固定裝置、觸頭開距調整裝置、力測量部件、隔震底座和滅弧罩。通過此裝置再結合三個一號霍爾電流傳感器25、三個二號霍爾電流傳感器30、三個霍爾電壓傳感器26、信號調理電路27、數據采集處理電路28和上位機29，不僅可完成不同觸頭材料對交流接觸器電壽命和可靠性的影響試驗，同時也可以實現接觸器負載條件、觸頭開距等參數對觸頭材料電性能的影響試驗。
[0079]【具體實施方式】六、采用【具體實施方式】五所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，該方法包括:
[0080]步驟一:將待測的一對動觸頭和靜觸頭連接在阻性負載的供電回路中；
[0081]步驟二:調整水平滑臺13及豎直滑臺11的位置，使待測的靜觸頭18和動觸頭9同軸，且待測的靜觸頭18和動觸頭9的距離達到觸點開距設定值；
[0082]步驟三:被測接觸器5的控制線圈通電，待測的動觸點10和靜觸點18吸合，霍爾電壓傳感器26采集吸合時的觸點電壓信號發送至信號調理電路27，一號霍爾電流傳感器25采集吸合時被測接觸器5中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路27 ;二號霍爾電流傳感器30采集一對動觸頭10和靜觸頭18吸合時的觸點電流信號；壓電石英力傳感器21采集吸合時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路27 ;經所述信號調理電路27調理后的信號發送至數據采集處理電路28 ；
[0083]步驟四:被測接觸器5的控制線圈斷電，待測的動觸頭9及靜觸頭18分斷，霍爾電壓傳感器26采集分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路27，一號霍爾電流傳感器25采集分斷時被測接觸器5中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路27 ；二號霍爾電流傳感器30采集一對動觸頭10和靜觸頭18分斷時的觸點電流信號；壓電石英力傳感器21采集分斷時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路27 ;經所述信號調理電路27調理后的信號發送至數據采集處理電路28 ；
[0084]步驟五:數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數；所述接觸器的電性能參數包括熔焊力、碰撞力、靜壓力、閉合時間、斷開時間和燃弧時間。
[0085]被測接觸器的控制線圈屬于阻性負載的供電回路的一部分，是現有技術；這里的控制線圈即為線圈5-1。
[0086]【具體實施方式】七、參照圖13具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】六所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法進一步說明，本實施方式中，步驟五中所述的數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的熔焊力的方法為:
[0087]步驟CO、對壓電石英力傳感器校準；
[0088]步驟Cl、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的力信號，并得到觸點分斷時的力信號，所述力信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間；
[0089]步驟C2、通過閾值判斷法定位到力信號的電壓交變沿區域；
[0090]步驟C3、通過算術平均法對力信號進行濾波，并得到濾波后的力信號；
[0091]步驟C4、通過最小值法定位到所述力信號的最小值；
[0092]步驟C5、對步驟C4所述的力信號的最小值取絕對值,即為熔焊力的大小。
[0093]【具體實施方式】八、參照圖13具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】六所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法進一步說明，本實施方式中，，步驟五中所述的數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的靜壓力的方法為:
[0094]步驟Al、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的力信號，并得到觸點分斷時的力信號，所述力信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間；
[0095]步驟A2、通過閾值判斷法定位到力信號的不變區域，該力信號的不變區域的力的大小即為靜壓力。
[0096]【具體實施方式】九、參照圖14具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】六所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法進一步說明，本實施方式中，步驟五中所述的數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的碰撞力的方法為:
[0097]步驟B1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的力信號，并得到觸點吸合時的力信號，所述力信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間；
[0098]步驟B2、通過最大值法定位到力信號的最大值處，所述最大值即為碰撞力的大小。
[0099]【具體實施方式】十、參照圖15和圖16具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】六所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法進一步說明，本實施方式中，步驟五中所述的數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的閉合時間和斷開時間的方法如下:
[0100]所述閉合時間的獲取方法為:
[0101]步驟D1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的觸點電壓信號；所述觸點電壓信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間；
[0102]步驟D2、通過閾值判斷法定位到觸點電壓信號的交變沿突變時間；從發出接觸器閉合信號開始到交變沿出現為止的時間為閉合時間；
[0103]所述斷開時間的獲取方法為:
[0104]步驟E1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的觸電電流信號；所述觸點電流信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間；
[0105]步驟E2、通過閾值判斷法定位到觸點電流信號的交變沿突變時間；從發出接觸器斷開信號開始到交變沿出現為止的時間為斷開時間。
[0106]【具體實施方式】i^一、參照圖16具體說明本實施方式，本實施方式是對【具體實施方式】六所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法進一步說明，本實施方式中，步驟五中所述的數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的燃弧時間的方法為:
[0107]步驟F1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的觸點電壓信號和觸電電流信號；所述觸點電壓信號和觸電電流信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間；
[0108]步驟F2、通過閾值判斷法定位到觸點電壓信號的交變沿突變時間和觸點電流信號的交變沿突變時間；從發出接觸器閉合信號開始到交變沿出現為止的時間為燃弧時間。
[0109]【具體實施方式】十二、本實施方式為一個實施例。
[0110]根據國家標準GB14048.1，本發明所述的裝置可以進行接觸器的壽命試驗、關斷與接通能力的試驗、短路接通和分段能力的試驗，下面以壽命試驗為例，給出交流接觸器壽命試驗的電性能測試的方法。
[0111]步驟一:將待測的一對動觸頭和靜觸頭連接在阻性負載的供電回路中；
[0112]步驟二:調整水平滑臺13及豎直滑臺11的位置，使待測的靜觸頭18和動觸頭9同軸，且待測的靜觸頭18和動觸頭9的距離達到觸點開距設定值；
[0113]步驟三:被測接觸器5的控制線圈通電，待測的動觸點10和靜觸點18吸合，霍爾電壓傳感器26采集吸合時的觸點電壓信號發送至信號調理電路27，
[0114]一號霍爾電流傳感器25采集吸合時被測接觸器5中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路27 ;二號霍爾電流傳感器30采集一對動觸頭10和靜觸頭18吸合時的觸點電流信號；
[0115]壓電石英力傳感器21采集吸合時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路27 ;經所述信號調理電路27調理后的信號發送至數據采集處理電路28 ；
[0116]步驟四:被測接觸器5的控制線圈斷電，待測的動觸頭9及靜觸頭18分斷，霍爾電壓傳感器26采集分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路27，
[0117]一號霍爾電流傳感器25采集分斷時被測接觸器5中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路27 ;二號霍爾電流傳感器30采集一對動觸頭10和靜觸頭18分斷時的觸點電流信號；
[0118]壓電石英力傳感器21采集分斷時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路27 ;經所述信號調理電路27調理后的信號發送至數據采集處理電路28 ；
[0119]步驟五:數據采集處理電路28對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數；所述接觸器的電性能參數包括熔焊力、碰撞力、靜壓力、閉合時間、斷開時間和燃弧時間；
[0120]步驟六:重復上述步驟一至步驟六，直到接觸器或觸頭發生損壞無法正常動作，并記錄接觸器及觸頭的壽命，測量觸頭的磨損量。
[0121]圖13至圖16為本實施例得到的圖，從圖中的標注，能夠進一步獲知【具體實施方式】七至十一所述的方法的獲取方式。
【權利要求】
1.用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，它包括被測接觸器(5)，被測接觸器(5)包括載觸體(5-1)、動鐵芯(5-2)、一個線圈(5-3)、靜鐵芯(5-4)、彈簧(5-5)和外殼(5-6);動鐵芯(5-2)、靜鐵芯(5-4)和載觸體(5-1)均為“E”形，所述動鐵芯(5_2)和靜鐵芯(5-4)相對放置，且動鐵芯(5-2)的開口和靜鐵芯(5-4)的開口正對；線圈(5-3)位于正對的動鐵芯(5-2)的開口和靜鐵芯(5-4)的開口內；彈簧(5-5)放置在線圈(5-3)中間；載觸體(5-1)的開口朝上且固定在所述動鐵芯(5-2)的上表面，所述載觸體(5-1)的上半部分穿過外殼(5-6)的頂部；所述動鐵芯(5-2)、線圈(5-3)、靜鐵芯(5-4)和彈簧(5-5)均位于外殼(5-6)的內部；其特征在于，該裝置還包括測試交流接觸器及其固定裝置(I)、兩個觸頭開距調整裝置(2)、六個力測量部件(3)、六個靜觸頭安裝單元和滅弧罩(24)； 測試交流接觸器及其固定裝置(I)包括轉接板(6)和三個動觸頭安裝單元，每個動觸頭安裝單元包括一個動觸橋支撐塊(7)、一個動觸橋固定鉤(8)和一個動觸橋(9)； 所述被測接觸器(5)固定在轉接板￠)的上表面，三個動觸頭安裝單元的下表面均與被測接觸器(5)的載觸體(5-1)的上表面粘接固定，且三個動觸頭安裝單元縱向同軸；動觸頭安裝單元中的動觸橋固定鉤(8)、動觸橋支撐塊(7)和動觸橋(9)--對應,所述動觸橋固定鉤(8)嵌固在對應的動觸橋支撐塊(7)上，對應的動觸橋(9)嵌固在所述動觸橋固定鉤(8)上， 動觸橋(9)橋身上的左右兩側各開有一個動觸頭安裝孔,所述動觸頭安裝孔用于安裝待測的動觸頭(10)； 靜觸頭安裝單元包括聚四氟乙烯隔熱絕緣筒(15)、靜簧片連接件(16)和靜簧片(17)；靜簧片(17)、靜簧片連接件(16)和聚四氟乙烯隔熱絕緣筒(15)由上至下依次固定連接；靜簧片(17)的上表面設置有靜觸頭安裝區，所述靜觸頭安裝區用于安裝待測的靜觸頭(18)； 三個動觸頭安裝單元和六個靜觸頭安裝單元構成三組觸頭接觸單元；每組觸頭接觸單元包括一個動觸頭安裝單元和兩個靜觸頭安裝單元，且動觸頭安裝單元中的動觸橋(9)橋身左右兩側的動觸頭安裝孔分別與靜觸頭安裝單元中的靜觸頭安裝區正對； 力測量部件(3)固定在靜觸頭安裝單元的底部，用于測量待測的靜觸頭(18)和動觸頭(10)吸合及分斷時的力信號； 觸頭開距調整裝置(2)包括豎直滑臺(11)、直角固定塊(12)、水平滑臺(13)、T型轉接板(14);直角固定塊(12)的水平面位于水平滑臺(13)上，且與該水平滑臺(13)滑動連接，豎直滑臺(11)的一側與所述直角固定塊(12)的豎直面滑動連接，T型轉接板(14)的橫板(14-1)與所述豎直滑臺(11)的另一側固定連接汀型轉接板(14)的豎板(14-2)水平設置； 兩個觸頭開距調整裝置(2)分別位于所述測試交流接觸器及其固定裝置(I)的左右兩偵牝且鏡像設置； 所述力測量部件(3)還固定在所述觸頭開距調整裝置(2)的T型轉接板(14)的豎板(14-2)的上表面；滅弧罩(24)為一個無底的中空長方體，所述滅弧罩(24)內部由隔板分為A區、B區和C區，且每個區域內部固定有兩個滅弧柵片(23)，且所述兩個滅弧柵片(23)相對放置，所述兩個滅弧柵片(23)的距離為所述動觸橋(9)長度的1.3倍，滅弧罩(24)開口朝下且位于兩個觸頭開距調整裝置(2)的T型轉接板(14)的豎板(14-2)上； 每個區域內部均覆蓋一個所述觸頭接觸單元；且所述觸頭接觸單元的動觸橋(9)和靜簧片(17)位于相對放置的兩個滅弧柵片(23)之間。
2.根據權利要求1所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，其特征在于，所述力測量部件(3)為壓電石英力傳感器(21)。
3.根據權利要求1所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，其特征在于，它還包括隔震底座(4)，所述轉接板￠)固定在隔震底座(4)的上表面；水平滑臺(13)與隔震底座(4)的上表面滑動連接。
4.根據權利要求1所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置，其特征在于，它還包括三個一號霍爾電流傳感器(25)、三個二號霍爾電流傳感器(30)、三個霍爾電壓傳感器(26)、信號調理電路(27)、數據采集處理電路(28)和上位機(29)； 每個霍爾電壓傳感器(26)用于采集一對動觸頭(10)和靜觸頭(18)吸合和分斷時的觸點電壓信號，且將吸合和分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路(27)； 每個一號霍爾電流傳感器(25)用于采集一對動觸頭(10)和靜觸頭(18)吸合和分斷時被測接觸器(5)中的線圈電流信號，且將吸合和分斷時的線圈電流信號發送至信號調理電路(27)； 每個二號霍爾電流傳感器(30)用于采集一對動觸頭(10)和靜觸頭(18)吸合和分斷時的觸點電流信號，且將吸合和分斷時的觸點電流信號發送至信號調理電路(27)； 每個壓電石英力傳感器(21)用于采集一對動觸頭(10)和靜觸頭(18)吸合和分斷時的力信號，并將吸合和分斷時的力信號發送至信號調理電路(27)； 信號調理電路(27)用于將接收的觸點電壓信號、線圈電流信號、觸點電流信號和吸合和分斷時的力信號發送至數據采集處理電路(28)； 數據采集處理電路(28)用于對吸合和分斷時的觸點電壓信號、吸合和分斷時的線圈電流信號、吸合和分斷時的觸點電流信號和力信號進行處理，并輸出處理后得到的電性能參數至上位機(29)顯示。
5.采用權利要求4所述的用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，其特征在于，該方法包括: 步驟一:將待測的一對動觸頭和靜觸頭連接在阻性負載的供電回路中； 步驟二:調整水平滑臺(13)及豎直滑臺(11)的位置，使待測的靜觸頭(18)和動觸頭(9)同軸，且待測的靜觸頭(18)和動觸頭(9)的距離達到觸點開距設定值； 步驟三:被測接觸器(5)的控制線圈通電，待測的動觸點(10)和靜觸點(18)吸合，霍爾電壓傳感器(26)采集吸合時的觸點電壓信號發送至信號調理電路(27)，一號霍爾電流傳感器(25)采集吸合時被測接觸器(5)中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路(27) ;二號霍爾電流傳感器(30)采集一對動觸頭(10)和靜觸頭(18)吸合時的觸點電流信號；壓電石英力傳感器(21)采集吸合時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路(27);經所述信號調理電路(27)調理后的信號發送至數據采集處理電路(28)；步驟四:被測接觸器(5)的控制線圈斷電，待測的動觸頭(9)及靜觸頭(18)分斷，霍爾電壓傳感器(26)采集分斷時的觸點電壓信號發送至信號調理電路(27)，一號霍爾電流傳感器(25)采集分斷時被測接觸器(5)中的線圈電流信號并將該線圈電流信號發送至信號調理電路(27) ;二號霍爾電流傳感器(30)采集一對動觸頭(10)和靜觸頭(18)分斷時的觸點電流信號；壓電石英力傳感器(21)采集分斷時的力信號并將所述力信號發送至信號調理電路(27);經所述信號調理電路(27)調理后的信號發送至數據采集處理電路(28)；步驟五:數據采集處理電路(28)對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數；所述接觸器的電性能參數包括熔焊力、碰撞力、靜壓力、閉合時間、斷開時間和燃弧時間。
6.根據權利要求5所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，其特征在于，步驟五中所述的數據采集處理電路(28)對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的熔焊力的方法為: 步驟CO、對壓電石英力傳感器校準； 步驟Cl、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的力信號，并得到觸點分斷時的力信號，所述力信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間； 步驟C2、通過閾值判斷法定位到力信號的電壓交變沿區域； 步驟C3、通過算術平均法對力信號進行濾波，并得到濾波后的力信號； 步驟C4、通過最小值法定位到所述力信號的最小值； 步驟C5、對步驟C4所述的力信號的最小值取絕對值，即為熔焊力的大小。
7.根據權利要求5所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，其特征在于，步驟五中所述的數據采集處理電路(28)對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的靜壓力的方法為: 步驟Al、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的力信號，并得到觸點分斷時的力信號，所述力信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間； 步驟A2、通過閾值判斷法定位到力信號的不變區域，該力信號的不變區域的力的大小即為靜壓力。
8.根據權利要求5所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，其特征在于，步驟五中所述的數據采集處理電路(28)對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的碰撞力的方法為: 步驟B1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的力信號，并得到觸點吸合時的力信號，所述力信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間； 步驟B2、通過最大值法定位到力信號的最大值處，所述最大值即為碰撞力的大小。
9.根據權利要求5所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，其特征在于，步驟五中所述的數據采集處理電路(28)對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的閉合時間和斷開時間的方法如下: 所述閉合時間的獲取方法為: 步驟D1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的觸點電壓信號；所述觸點電壓信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間； 步驟D2、通過閾值判斷法定位到觸點電壓信號的交變沿突變時間；從發出接觸器閉合信號開始到交變沿出現為止的時間為閉合時間； 所述斷開時間的獲取方法為: 步驟E1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的觸電電流信號；所述觸點電流信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間； 步驟E2、通過閾值判斷法定位到觸點電流信號的交變沿突變時間；從發出接觸器斷開信號開始到交變沿出現為止的時間為斷開時間。
10.根據權利要求5所述的采用用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置測試觸頭材料電性能的方法，其特征在于，步驟五中所述的數據采集處理電路(28)對接收的數據進行處理得到接觸器的電性能參數中的燃弧時間的方法為: 步驟F1、根據用于交流接觸器觸頭材料電性能測試的裝置得到的觸點電壓信號和觸電電流信號；所述觸點電壓信號和觸電電流信號位于直角坐標系內，且橫坐標為時間； 步驟F2、通過閾值判斷法定位到觸點電壓信號的交變沿突變時間和觸點電流信號的交變沿突變時間；從發出接觸器閉合信號開始到交變沿出現為止的時間為燃弧時間。
【文檔編號】G01R31/02GK104316794SQ201410567011
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】任萬濱, 杜英瑋, 韋健民, 王海, 金建炳 申請人:哈爾濱工業大學