電磁製動器是一種依靠電磁係統產生的電磁吸力,使銜鐵對外做功的一種電動裝置。由於裝卸方便、應答性能好、可靠性高、綠色環保等特點,電磁製動器廣泛用於工程機械。
1.故障機理
電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)是(shi)電(dian)磁(ci)製(zhi)動(dong)器(qi)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)元(yuan)件(jian),也(ye)是(shi)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)故(gu)障(zhang)產(chan)生(sheng)的(de)根(gen)源(yuan)。電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)的(de)重(zhong)要(yao)特(te)征(zheng)就(jiu)是(shi)在(zai)電(dian)路(lu)通(tong)斷(duan)瞬(shun)間(jian),尤(you)其(qi)是(shi)斷(duan)開(kai)瞬(shun)間(jian)會(hui)產(chan)生(sheng)強(qiang)大(da)的(de)感(gan)應(ying)電(dian)動(dong)勢(shi)。這(zhe)種(zhong)電(dian)動(dong)勢(shi)通(tong)常(chang)是(shi)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)的(de)幾(ji)倍(bei)至(zhi)幾(ji)百(bai)倍(bei)。如(ru)此(ci)高(gao)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)壓(ya)對(dui)電(dian)磁(ci)製(zhi)動(dong)器(qi)本(ben)身(shen)損(sun)害(hai)極(ji)大(da),對(dui)後(hou)續(xu)設(she)備(bei)也(ye)有(you)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)。
一個電感線圈,除具有一定的電感量L外,還有導線電阻R、鐵心損耗以及線圈匝間和層間的電容等參數。實際的電感線圈的等效電路用R與L串聯,用R上的損耗表示實際電感線圈的一切損耗;用一個等效電容C並聯在電感線圈兩端,表示線圈匝間和層間電容及其他分布電容,這樣組成實際電感線圈的等效電路。
當(dang)接(jie)點(dian)斷(duan)開(kai)電(dian)感(gan)電(dian)路(lu)時(shi),從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang),電(dian)感(gan)中(zhong)電(dian)流(liu)突(tu)然(ran)中(zhong)斷(duan),電(dian)感(gan)兩(liang)端(duan)會(hui)產(chan)生(sheng)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi),由(you)於(yu)這(zhe)時(shi)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)率(lv)極(ji)大(da),故(gu)電(dian)感(gan)兩(liang)端(duan)將(jiang)產(chan)生(sheng)趨(qu)於(yu)無(wu)限(xian)大(da)的(de)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)(實際上不可能無限大)。假設穩態時電感線圈中存儲的磁場能量為W,當觸點剛分開時電感中的磁場要繼續維持電流I的導通,這時I向C充chong電dian,當dang超chao過guo擊ji穿chuan電dian壓ya時shi產chan生sheng電dian弧hu,電dian弧hu使shi電dian流liu保bao持chi導dao通tong狀zhuang態tai。當dang電dian弧hu被bei拉la開kai到dao一yi定ding距ju離li而er熄xi滅mie時shi,觸chu點dian斷duan開kai。此ci時shi,電dian感gan線xian圈quan產chan生sheng的de自zi感gan電dian勢shi將jiang繼ji續xu維wei持chi電dian流liu的de導dao通tong,形xing成chengRLC串聯振蕩電路。若此電壓小於觸點間隙的擊穿電壓,電容Cbeijixuchongdian,dianrongliangduanyijixianquanliangduanbianjianliqiyuelaiyuegaodejianfengdianya,zhidaogaoyuzhengzaiduankaidechudianjianxijichuandianyashi,chudianjianxizaibeijichuan,yushiyuanlaichongdiandedianrongC又通過電弧向直流母線反向充電。
隨著觸點間隙的繼續增大,又一次斷弧並再次重複上述充放電過程,放電電壓逐次升高,電容C的電壓最高可達上萬伏。其脈衝功率足以損壞半導體器件,並且由於其中含有豐富的諧波分量,會幹擾控製係統引起誤操作。
外(wai)部(bu)環(huan)境(jing)也(ye)是(shi)電(dian)磁(ci)製(zhi)動(dong)器(qi)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。對(dui)於(yu)電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan),絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇(ze)與(yu)防(fang)短(duan)路(lu)是(shi)關(guan)鍵(jian),短(duan)路(lu)通(tong)常(chang)是(shi)絕(jue)緣(yuan)損(sun)壞(huai)的(de)結(jie)果(guo)。電(dian)感(gan)線(xian)圈(quan)的(de)絕(jue)緣(yuan)壽(shou)命(ming)試(shi)驗(yan)表(biao)明(ming),振(zhen)動(dong)對(dui)電(dian)磁(ci)製(zhi)動(dong)器(qi)壽(shou)命(ming)的(de)影(ying)響(xiang)並(bing)不(bu)大(da),潮(chao)濕(shi)也(ye)不(bu)是(shi)主(zhu)要(yao)影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)(潮濕會緩慢改變繞組間的電阻率,從而縮短電磁製動器的壽命),而熱循環是降低壽命期望值最主要的原因。
電感線圈失效模式及結果:
(1)振動影響:敏感性喪失、零件和引線斷裂。
(2)衝擊影響:引線斷裂、敏感性喪失。
(3)溫度影響:翹曲、熔化、不穩定、介質特性變化。
(4)濕度影響:電解、腐蝕。
(5)鹽霧影響:腐蝕、電解。
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