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接觸器電性能測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀
對(duì)接觸器等有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電器動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究主要集中在以下幾個(gè)方面：
1.以計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，A/D 采樣板或 DSP 作為下位機(jī)的觸頭參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
采用自行研制的繼電器電壽命計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制裝置在繼電器電壽命試驗(yàn)的開(kāi)始、中間、結(jié)尾三個(gè)不同的時(shí)段對(duì)過(guò)電壓信號(hào)進(jìn)行采集。采用自行研制的A/D采樣板或以DSP為核心的高速數(shù)據(jù)采集卡，對(duì)觸頭接觸壓降、斷開(kāi)觸頭間電壓、主回路電流等觸頭電氣參數(shù)進(jìn)行采樣?？刂撇糠植捎脭?shù)字I/O板通過(guò)控制固態(tài)繼電器來(lái)驅(qū)動(dòng)接觸器或繼電器通斷。軟件方面采用VB編程，中斷處理程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采樣、邏輯控制等功能。文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)處理方面主要針對(duì)電網(wǎng)頻率、功率因數(shù)的計(jì)算。通過(guò)對(duì)采集到的電壓信號(hào)的分析，利用快速傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)，將變換的結(jié)果分別放在實(shí)部與虛部的數(shù)組中，出現(xiàn)峰值的位置為電網(wǎng)頻率，利用公式計(jì)算出電網(wǎng)頻率。將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，將時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)，從而計(jì)算出電壓和電流的相位，進(jìn)而求得功率因數(shù)。
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2. 基于單片機(jī)控制技術(shù)的繼電器參數(shù)檢測(cè)技術(shù)
隨著電器檢測(cè)自動(dòng)化水平的不斷提高，單片機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用到各類(lèi)電器的檢測(cè)與控制中。通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)交流接觸器接通與分?jǐn)鄬?shí)驗(yàn)裝置，采用單片機(jī)作為試驗(yàn)裝置的控制模塊控制交流接觸器通斷，觸頭電氣參數(shù)的檢測(cè)主要通過(guò)電壓、電流互感器、數(shù)據(jù)采集卡及PC機(jī)完成。該裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器接通與分?jǐn)噙^(guò)程觸頭電壓、電流等動(dòng)態(tài)波形進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，相比于傳統(tǒng)的示波器檢測(cè)，其觸頭電弧燃弧電壓波形記錄準(zhǔn)確。采用Visual C++6.0 軟件開(kāi)發(fā)采集程序與人機(jī)界面，數(shù)據(jù)處理程序可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)處理，減小了人工處理波形數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的誤差。該試驗(yàn)方案簡(jiǎn)單可行，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交流接觸器接通與分?jǐn)鄤?dòng)態(tài)過(guò)程中觸頭電壓、電流波形的分析。文獻(xiàn)中張強(qiáng)等人研制的繼電器電參數(shù)測(cè)試裝置以增強(qiáng)型 89C51單片機(jī)為核心，配置交、直流電壓源及觸點(diǎn)檢測(cè)電路可以對(duì)多種型號(hào)交直流電壓繼電器的動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作電壓、接觸電阻等電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。在動(dòng)作時(shí)間的測(cè)試上，將被測(cè)繼電器的常閉觸點(diǎn)接高電平、常開(kāi)觸點(diǎn)接地，在檢測(cè)線圈的額定電壓的同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，搭建觸點(diǎn)電平檢測(cè)電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)觸點(diǎn)電平的變化。根據(jù)觸點(diǎn)電平變化情況判斷觸點(diǎn)動(dòng)作狀態(tài)。當(dāng)電平由高變?yōu)榈蜁r(shí)立即停止計(jì)時(shí)，此時(shí)可以讀出計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)，此時(shí)間即為相應(yīng)的吸合時(shí)間。同理可以得到繼電器的釋放時(shí)間。同時(shí)試驗(yàn)裝置還可以監(jiān)測(cè)觸點(diǎn)的接觸電阻。該裝置性?xún)r(jià)比高，對(duì)于本課題試驗(yàn)裝置的研制具有很重要的參考價(jià)值。
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3. 虛擬儀器技術(shù)在開(kāi)關(guān)電器參數(shù)檢測(cè)中的應(yīng)用
隨著虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展與成熟，虛擬儀器技術(shù)越來(lái)越多的被應(yīng)用在繼電器、接觸器等開(kāi)關(guān)電器的測(cè)試中。虛擬儀器技術(shù)是一種以軟件為中心的新型測(cè)量技術(shù)，它可以大大降低試驗(yàn)儀器成本。測(cè)量功能主要由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，在以工控機(jī)為核心組成的硬件平臺(tái)支持下，通過(guò)Lab VIEW軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)編程實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)試功能。Lab VIEW應(yīng)用庫(kù)中加載了很多不同用途的測(cè)試與控制模塊，用戶(hù)可以在Lab VIEW應(yīng)用程序下直接調(diào)用相關(guān)模塊即可實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試功能。與傳統(tǒng)的匯編、VB、VC等文本編程語(yǔ)言相比，Lab VIEW軟件程序的編寫(xiě)非常簡(jiǎn)單。在Lab VIEW環(huán)境下安裝數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)后，即可調(diào)用采集卡的功能函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集卡的控制、數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示等功能。
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4. 繼電器時(shí)間參數(shù)的獲取方法
繼電器時(shí)間參數(shù)的檢測(cè)主要利用電秒表和光線示波器等模擬試驗(yàn)的方法得到，傳統(tǒng)檢測(cè)方法測(cè)量速度慢、誤差大、測(cè)量不準(zhǔn)確等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的繼電器檢測(cè)裝置應(yīng)用微處理器，這些檢測(cè)裝置其原理大體相同。文獻(xiàn)中提到了一種時(shí)間參數(shù)檢測(cè)電路，該電路主要組成部分為單片機(jī)，其檢測(cè)原理為：當(dāng)繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)，單片機(jī)對(duì)應(yīng)輸入通道電壓為 5V，端口為“1”，當(dāng)繼電器斷開(kāi)時(shí)，其對(duì)應(yīng)電壓為 0V，I/O端口為“0”。當(dāng)給繼電器加勵(lì)磁電壓時(shí)，單片機(jī)以足夠小的采樣周期讀取單片機(jī)對(duì)應(yīng)的數(shù)字I/O端口，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，即可計(jì)算出相應(yīng)的時(shí)間參數(shù)。但是采用此種方法在繼電器接直流負(fù)載時(shí)基本符合，當(dāng)接交流負(fù)載時(shí)，由于交流電壓是交變的，繼電器斷開(kāi)時(shí)時(shí)單片機(jī)端口電壓的瞬時(shí)值也有可能很小或接近于零。因此，在觸點(diǎn)所接回路為交流回路時(shí)，利用觸點(diǎn)間電壓瞬時(shí)值的大小來(lái)判斷觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)狀態(tài)，誤差就會(huì)很大，從而得不到準(zhǔn)確的數(shù)值。文獻(xiàn)中提到了一種繼電器時(shí)間參數(shù)的計(jì)算機(jī)檢測(cè)方法，它采用自行研制的采集板卡，其主要由單片機(jī)及其外圍電路組成。該方法可以檢測(cè)到繼電器動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作回跳時(shí)間、釋放時(shí)間、釋放回跳時(shí)間等時(shí)間參數(shù)。單片機(jī)接于線圈驅(qū)動(dòng)電路中控制勵(lì)磁線圈通電與斷電，采集繼電器閉合與分?jǐn)鄷r(shí)觸點(diǎn)的狀態(tài)，并計(jì)算其時(shí)間參數(shù)。其檢測(cè)原理為：當(dāng)繼電器線圈通電時(shí)觸點(diǎn)經(jīng)過(guò)定的動(dòng)作時(shí)間才能夠閉合，因此單片機(jī)先采集到數(shù)據(jù) 0，觸點(diǎn)閉合穩(wěn)定后采集到 1。在此過(guò)程中觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生彈跳，最后才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)或?yàn)?0 或?yàn)?1。設(shè)定單片機(jī)的采樣周期為 0.01ms，由單片機(jī)采集到的數(shù)據(jù)的地址值乘以采樣周期，即為所求動(dòng)作時(shí)間。
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5. 接觸器動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)技術(shù)與綜合評(píng)判方法
對(duì)電器技術(shù)性能的考核主要還是采用型式試驗(yàn)，該方法側(cè)重于考察電器的機(jī)械與電氣壽命，并不能對(duì)電器的動(dòng)態(tài)特性及其機(jī)械電氣壽命的影響進(jìn)行綜合評(píng)估。因此研究基于動(dòng)態(tài)特性檢測(cè)的電器性能綜合評(píng)估對(duì)于電器產(chǎn)品的研制與出廠檢測(cè)具有實(shí)際指導(dǎo)意義。文獻(xiàn)通過(guò)對(duì)交流接觸器動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行測(cè)試，從觸頭測(cè)試波形中提取能夠表征接觸器機(jī)械及電氣特性的參數(shù)，通過(guò)建立接觸器性能綜合評(píng)判模型，從而形成接觸器動(dòng)態(tài)性能綜合評(píng)判系統(tǒng)。交流接觸器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置以DSP為核心，搭建各種信號(hào)傳感器，通過(guò)RS232 與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該測(cè)試裝置可以完成對(duì)接觸器勵(lì)磁電流、電壓，吸合過(guò)程線圈功耗的電氣參數(shù)的測(cè)量。對(duì)本課題試驗(yàn)裝置的搭建具有實(shí)際的指導(dǎo)作用，同時(shí)其提出的接觸器性能評(píng)判系統(tǒng)對(duì)本課題將要研究的接觸器性能退化及可靠性估計(jì)具有重要的參考價(jià)值。
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