機(jī)載電子設(shè)備中電磁繼電器失效原因分析

國(guó)營(yíng)長(zhǎng)虹機(jī)械廠 秦彥君

機(jī)載電子設(shè)備中電磁繼電器失效原因分析

國(guó)營(yíng)長(zhǎng)虹機(jī)械廠 秦彥君

機(jī)載電子設(shè)備中的電子元器件直接關(guān)系到電子設(shè)備的應(yīng)用效果，其中，電磁繼電器尤為重要，一旦出現(xiàn)了故障就會(huì)徹底影響到電子設(shè)備的正常工作，因此，要定期進(jìn)行檢查維修，如果發(fā)現(xiàn)失效問(wèn)題務(wù)必及時(shí)解決。本文試分析機(jī)載電子設(shè)備中電磁繼電器失效的原因，旨在為處理電磁繼電器故障時(shí)能夠?qū)ΠY下藥、有的放矢提供理論支持。

機(jī)載電子設(shè)備；電磁繼電器；失效原因

0 前言

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的日益加快，我國(guó)在科技領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)了日新月異的態(tài)勢(shì)，正因如此，我國(guó)的航空事業(yè)日漸蓬勃，有了更加完善的設(shè)備與措施。機(jī)載電子設(shè)備的應(yīng)用讓飛機(jī)具有更加精準(zhǔn)航行的性能，保障了飛機(jī)航行的安全性，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)空中警戒、偵察、控制武器等作用，因此具有十分深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。而機(jī)載電子設(shè)備中的電子元器件直接影響到電子設(shè)備的正常工作，一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)帶來(lái)極其嚴(yán)重的后果，所以要定期進(jìn)行檢查維修。這其中，電磁繼電器作為機(jī)載電子設(shè)備的重要電子元器件，其失效問(wèn)題應(yīng)引起維修人員的高度重視，并在掌握失效原因的基礎(chǔ)上及時(shí)加以解決。只有這樣，才能保障設(shè)備的性能良好、工作正常，保障航行的安全與穩(wěn)定。

1 電磁繼電器的工作原理

電磁繼電器是一種電子控制器件，具有控制系統(tǒng)的作用，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路的工作中，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，即用一種較小的電流，較低的電壓去對(duì)較大的電流、較高的電壓進(jìn)行控制，這樣能夠保障電路使用的安全性。在電子科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，電磁繼電器作為重要的電子元器件，已經(jīng)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。

“電磁繼電器是利用電磁鐵來(lái)控制工作電路的一種開關(guān)，電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)、簧片等組成的。”[1]當(dāng)在線圈的兩端加上一定電壓，就會(huì)形成一股電流，從線圈中直接流過(guò)，電磁效應(yīng)由此產(chǎn)生，而銜鐵正是在電磁效應(yīng)所具有的電磁力吸引作用下不斷向鐵芯靠攏，在克服彈簧拉力的過(guò)程中帶動(dòng)了動(dòng)、靜觸點(diǎn)，而當(dāng)線圈所經(jīng)受的電壓切斷后，一切又將反作用，繼而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)、靜觸點(diǎn)的吸合，而這種開合，正是控制電路的根本原理。

2 電磁繼電器的主要失效原因分析

電磁繼電器對(duì)于機(jī)載電子設(shè)備的正常工作具有直接影響作用，因此，其有效性必須受到工作人員的重視與關(guān)注，一旦出現(xiàn)了問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)載電子設(shè)備癱瘓失靈，從而給飛機(jī)航行安全帶來(lái)不確定性。分析電磁繼電器的失效原因，對(duì)航空領(lǐng)域而言，將具有十分重要的價(jià)值和意義。通常情況下，電磁繼電器的失效模式有接觸不良、觸點(diǎn)抖動(dòng)、線圈短路或斷路、密封漏氣等，造成這些問(wèn)題的主要原因有以下幾種。

2.1 生產(chǎn)質(zhì)量較低、生產(chǎn)工藝不足

電磁繼電器主要由線圈、簧片、鐵芯、觸點(diǎn)、銜鐵組成，這些小零件的質(zhì)量與工藝將直接關(guān)系到電磁繼電器的應(yīng)用性能。由于電磁繼電器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到機(jī)械施壓、元器件間的碰撞等力的作用，如果各部件的質(zhì)量較低、工藝較差，將會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)嚴(yán)重變形，繼而失效。另一方面，如果在生產(chǎn)及檢測(cè)過(guò)程中不夠嚴(yán)格，沒(méi)有進(jìn)行全面篩選或徹底清潔殘留物，都會(huì)使其在后期應(yīng)用中失靈失效。例如安裝耳不平，在受到扭曲應(yīng)力時(shí)就會(huì)變形，造成觸點(diǎn)抖動(dòng)的失效模式。

2.2 塵埃等雜物污染、老化損壞

電磁繼電器在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)老化損壞、雜物污染等情況，這些情況都會(huì)導(dǎo)致電磁繼電器的失效。如果塵埃等多余的污染物夾雜在觸點(diǎn)表面，或是長(zhǎng)時(shí)間的摩擦導(dǎo)致觸電的表面生成了摩擦聚合物，這都會(huì)影響觸點(diǎn)的接觸，造成接觸電阻過(guò)大，觸點(diǎn)斷開的現(xiàn)象。另一方面，線圈長(zhǎng)期的磨損和消耗，或是由于電壓過(guò)大造成的線圈過(guò)熱老化，都會(huì)導(dǎo)致線圈出現(xiàn)斷路的問(wèn)題，以致影響電流產(chǎn)生電磁力，使得整個(gè)電磁繼電器失效。

2.3 電壓不穩(wěn)、電流過(guò)大

電磁繼電器中的各部件需要長(zhǎng)時(shí)間在大電流的情況下進(jìn)行工作，而應(yīng)用電流過(guò)大會(huì)給內(nèi)部各部件，尤其線圈造成嚴(yán)重的影響，使其長(zhǎng)期受熱，最終出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，造成斷路，因此，電磁繼電器應(yīng)處于一個(gè)合理的、固定的電流電壓狀態(tài)，切忌出現(xiàn)電壓不穩(wěn)、電流過(guò)大的情況，一旦電壓不穩(wěn)、電流過(guò)大，那么內(nèi)部部件將提早結(jié)束使用壽命，出現(xiàn)耗損情況。

2.4 密封失效

“密封失效的原因主要有兩類，一是封裝工藝不合格導(dǎo)致的密封失效；二是玻璃絕緣子破裂導(dǎo)致的密封失效?！盵2]如果是玻璃絕緣子的破裂導(dǎo)致密封失效，那么玻璃絕緣子內(nèi)部會(huì)受到污染，可能會(huì)造成耐電壓擊穿或絕緣下降等情況。密封失效后，便會(huì)使得大量的外部雜質(zhì)進(jìn)入電磁繼電器的部件內(nèi)部，造成失效。

2.5 外界溫度的影響

“電磁繼電器是一種電子控制器件，屬于機(jī)電類元件?！盵3]因此，其有效性會(huì)受到外界環(huán)境的干擾與影響，尤其是外界溫度，將直接關(guān)系到電磁繼電器各部件的有效性。例如，在熱、冷應(yīng)力作用下，電磁繼電器的內(nèi)部焊縫將出現(xiàn)耗損漏氣，絕緣子也可能會(huì)出現(xiàn)漏氣情況。再如，當(dāng)繼電器過(guò)冷時(shí)，觸點(diǎn)的表面將出現(xiàn)凝結(jié)情況，導(dǎo)致觸點(diǎn)的靈敏度下降，久而久之觸點(diǎn)失靈而使得電磁繼電器失效。

3 結(jié)論

“航天電磁繼電器是實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞、負(fù)載切換、電路保護(hù)與控制等功能的關(guān)鍵機(jī)電元件”[4]，為了促進(jìn)我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，就要不斷提高機(jī)載電子設(shè)備的質(zhì)量，保障其所具有的功能性。作為機(jī)載電子設(shè)備中必不可少、至關(guān)重要的部件，電磁繼電器的有效性需要得到關(guān)注與重視。一旦電磁繼電器出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致失效，就會(huì)給機(jī)載電子設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。為了盡最大程度地減少電磁繼電器的失效情況，就必須探究電磁繼電器的失效原因，力求做到對(duì)癥下藥、有的放矢，有效地“提高故障分析的精準(zhǔn)性，在明確繼電器失效機(jī)理類型后，能更好地對(duì)失效問(wèn)題采取具有針對(duì)性的控制措施?！盵5]只有這樣，才能為航空事業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)、奠定基礎(chǔ)。

[1]趙燕．機(jī)載電子設(shè)備中電磁繼電器失效機(jī)理和失效分析[J]．電子技術(shù)與軟件工程,2016(01):256．

[2]黃姣英,胡振益,高成,武榮榮．軍用電磁繼電器失效分析研究[J]．現(xiàn)代電子技術(shù),2013,30(10):131-135+138．

[3]宋好強(qiáng),韋祥楊．電信設(shè)備用電磁繼電器的失效分析研究[J]．電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn),2014(04)．

[4]王召斌．航天電磁繼電器貯存可靠性退化試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法的研究[D]．哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013．

[5]楊少勇．研究電磁繼電器接觸失效機(jī)理判別方法[J]．電力訊息,2017(04):123-124．