[發明專利]一種基于聲信號的接觸器動作過程中時間參數測試方法

有效

• 申請號: 201310719037.5
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103743471A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 孫超;郝長嶺;楊斌
• 申請（專利權）人: 中國航天時代電子公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01R23/16;G04F10/00;G01R31/327
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種基于聲信號的接觸器動作過程中時間參數測試方法，這種非接觸式檢測方法通過接觸器直動式觸頭結構動作過程中發出的聲信號，實現接觸器斷開階段動作釋放時間等動作時間參數的檢測。

背景技術

現有的接觸器動作狀態檢測方法，通過對產品線包加電掉電以及觸頭翻轉過程中電信號狀態變化的監測，實現對產品動作閉合時間、釋放時間的測試。但對一組負載引出端的直動式觸頭結構及絕大多數的單穩態產品，觸頭斷開狀態無法提供測試可用的電信號，無法實現觸頭系統釋放時間的準確測試。動作釋放時間直接影響著大功率接觸器的電弧分斷能力及產品的電壽命，是重要的設計參數，動作釋放時間的不可測試降低了整個產品的可靠性。本發明根據上述兩種情況，提出了基于聲信號的直動式接觸器動作釋放時間的測試方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：針對接觸器觸頭分離過程中，整個動作過程的動作釋放時間，即從動、靜觸頭斷開到銜鐵復位整個過程的時間如何測試問題，本發明提出了一種基于聲信號的接觸器動作過程中時間參數測試方法。

接觸器動作釋放時間參數的大小是判斷接觸器的電壽命長短的重要參數。

接觸器動靜觸頭間的快速分斷，可以減小產品在高壓負載切換過程中所產生的電弧對動靜觸頭的燒蝕時間，提高接觸器產品的電壽命。通過對接觸器動作釋放時間的測量，實現產品在負載通斷過程中動靜觸頭分離速度的判斷，量化分析接觸器產品的燒蝕情況，指導長壽命高壓接觸器的設計和篩選。

本發明提出一種基于聲信號的接觸器動作過程中時間參數測試方法，測試組件包括數據處理終端、數據采集儀、傳聲器、負載電源、負載、線包電源、接觸器，所述接觸器包含靜觸頭、卡簧、動觸頭、軛鐵、銜鐵、下軛鐵、接觸彈簧、反力彈簧、中心軸和線包，所述測試方法包括準備階段、接觸器閉合階段和接觸器斷開過程中時間參數測試階段，所述準備階段步驟如下：

步驟一、將傳聲器置于接觸器一旁，并將傳聲器與數據采集儀連接好，啟動數據采集儀以及后數據處理終端；

步驟二、將接觸器的線包引出端與線包電源接好；

步驟三、將接觸器的負載引出端與負載電源接好；

步驟四、將傳聲器放置在距離接觸器直徑10mm大小范圍區域內，傳聲器探頭高度居于接觸器高度中間部位；

所述接觸器閉合階段步驟如下：

步驟五、打開負載電源，然后打開線包電源給接觸器線包加電，電磁力推動銜鐵壓縮反力彈簧（反力彈簧處于壓縮狀態）向上運動，中心軸、動觸頭、卡簧隨之同步向上運動，首先動觸頭與靜觸頭貼合，動觸頭停止運動，中心軸、卡簧、銜鐵繼續運動實現超行程動作，接觸彈簧開始受到壓縮、反力彈簧進一步壓縮，直至銜鐵與軛鐵貼合，銜鐵運動停止。

所述斷開方向的接觸器動作過程中時間參數測試階段步驟如下：

步驟六斷開線包電源，接觸器的線包掉電，接觸器內部無外加電磁力作用，壓縮的接觸彈簧和反力彈簧開始釋放，推動銜鐵、中心軸、卡簧向下運動，首先卡簧與動觸頭撞擊產生第一次撞擊聲、這時接觸彈簧壓力全部釋放，反力彈簧壓力部分釋放，反力彈簧繼續推動銜鐵、帶動中心軸、卡簧、動觸頭繼續向下運動，動觸頭與靜觸頭開始分離，直至銜鐵與下軛鐵撞擊產生第二次撞擊聲時，動觸頭與靜觸頭完成分離動作。傳聲器接收接觸器分斷過程中發出的2次時撞擊聲，通過數據采集儀輸入到數據處理終端；

步驟七對數據處理終端采集的分斷過程中聲信號進行時程聲壓分析，繪制時域聲壓幅值分布圖。得到卡簧與動觸頭撞擊產生的第一次撞擊聲、銜鐵與下軛鐵撞擊產生的第二次撞擊聲在時域的聲壓幅值分布情況。

步驟八根據步驟九的時域聲壓幅值分布圖，直接讀取兩次聲壓幅值信號的各自聲壓最大值，并確定兩者的時間間隔，從而確定卡簧與動觸頭、銜鐵與下軛鐵的撞擊聲的時間間隔，得到動觸頭與靜觸頭分離，直至銜鐵復位的動觸頭釋放時間。

本發明與現有技術的區別：

1、對一組負載引出端的直動式觸頭結構及絕大多數的單穩態產品，觸頭斷開狀態無法提供測試可用的電信號，無法實現觸頭系統釋放時間的準確測試。通過對接觸器動作過程中聲音信號的采集，實現了對此類接觸器的動作釋放時間的非接觸式測量，解決了動作釋放時間的測試問題。

2、接觸器動作聲的非接觸式測量方法，通過機械結構可動部件，在不同位置時提供的聲信號，判斷可動部件從一個位置到另一個位置的變化時間，而電磁式接觸器以往基于電信號的動作時間判定方法，沒有排除掉接觸器線包上電形成磁場的時間對動作時間測試誤差的影響。動作聲的非接觸式測量方法更為直接和準確。