一种测试电触头材料电侵蚀性的装置制造方法及图纸

一种测试电触头材料电侵蚀性的装置，它涉及一种研究电触头材料电侵蚀性能的测试设备。本发明专利技术包括电源、电气负载、控制电路、电触头动作执行机构和监测系统以及电弧过程的控制与测量系统。该测试设备可以方便地调整测试电路的电气参数和被检测的电触头对的动作参数，解决了现有电触头材料电侵蚀测试装置中存在的不能检测和控制电触头对的位移，不能实现电触头对接通和分断动作与电源位相关系的同步控制的问题。通过对检测过程中的电触头对的位移过程的精确控制和对电触头对接通和分断过程所对应的电源的位相角条件的严格限制，避免了电触头材料电侵蚀性能测试结果的离散性，为电触头材料电侵蚀机理的研究提供了设备手段和试验依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研究电触头材料电侵蚀性能的测试装置，属于机电一体 化设备领域。
技术介绍
尽管目前半导体器件在电气工业领域获得了越来越广泛的应用，但是在 变配电领域，有触点电器依然占据主导地位。和半导体器件相比，有触点电 器具有价格低廉，接触电阻小、绝缘性能好、抗过载能力强、动作直观可靠 和抗干扰性能好的特点。但是由于在接通和分断操作过程中所伴随的电弧过 程对有触点电器电触头材料的电侵蚀作用，有触点电器的电寿命和电力半导 体器件相差甚远。提高有触点电器中电触头材料的耐电弧侵蚀能力和降低电 触头材料的电侵蚀速率是提高有触点电器使用寿命和可靠性的关键因素之 一。目前对不同电器产品中电触头材料电侵蚀速率的研究还主要停留在经验 和反复试验的基础上。在新产品设计时首先是在已有产品的基础上进行改进， 然后将制造出的样机送到检测站进行检测，根据检测结果再对样机进行调整。 如此经过几个反复，最终得到经过优化的机械结构、动作特性与使用的电触 头材料之间的优化配合。这种研究方式，经验的积累和研究人员的判断很重 要，不但设计周期很长而且费用极高。国内外的多个研究机构都设计和制造了有自己特色的研究电触头材料电 侵蚀性能的专用实验设备。其中由西安交通大学电气工程学院荣命哲教授课 题组(刘定新，李艳培，荣命哲，王小华，邹洪超.触点电接触性能测试装置的研制.贵金属.2005, 26(4): 44-47;荣命哲,李艳培,刘定新，王小华.新型触点电 接触性能测试系统的研制.电工材料.2005(1): 17-21)设计制造的触点电接触 性能测试系统是这种设备的代表性产品。该测试系统具有较高的先进程度， 采用电磁激振器作为电触头对的动作执行机构，和常用的凸轮机械式和电磁 铁推动的实验设备相比，这种操作方案可以灵活地设置电触头对接触过程的 行程曲线，具有很强的通用性。但该系统不能检测电触头对的位移响应曲线，无法实现对电触头对接通和分断操作与电源位相关系的同步之间的控制。
技术实现思路
本专利技术为解决现有对电触头材料电侵蚀速率的测试方法中存在的不能检 测电触头对的位移，不具有电触头对接通和分断动作与电源位相关系的同步 控制功能的问题，提供一种测试电触头材料电侵蚀性的装置。本专利技术包含电触头机械运动操作测试装置l、低电压恒流电源3、交流电源4、上位机5和 可控硅开关7，可控硅开关7的阳极与交流电源4的第一电源端连接，可控硅 开关7的阴极与电触头机械运动操作测试装置1的第一电源端连接，交流电 源4的第二电源端与电触头机械运动操作测试装置1的第二电源端连接，可 控硅开关7的控制信号输入端与数据采集卡6的控制信号输出端连接，低电 压恒流电源3的正极端与电触头机械运动操作测试装置1的第一电源端连接， 低电压恒流电源3的负极端与电触头机械运动操作测试装置1的第二电源端 连接，电触头机械运动操作测试装置1的第一电源端与上位机5的数据采集 卡6的第一电压信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置1的第二电 源端与上位机5的数据采集卡6的第二电压信号输入端连接，电流传感器15 设置在电触头机械运动操作测试装置1的第一电源端和第二电源端之间的电 路上，电流传感器15的电流信号输出端与数据采集卡6的电流信号输入端连 接，电触头机械运动操作测试装置1的熔焊力信号输出端与数据采集卡6的 熔焊力信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置1的位移信号输出端 与数据采集卡6的位移信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置1的 电磁激振器控制信号输入端与数据采集卡6的电磁激振器控制信号输出端连 接。本专利技术的有益效果是在电磁激振器操作机构的基础上增加了对测试电 触头的位移检测电路，形成闭环控制，可以检测电触头在电侵蚀性能检测过 程中的位移特性；增加了电触头接通和分断动作与电源位相关系的同步控制， 可以避免在电触头接通和分断过程中由于电源电路相位的变化造成的电触头 材料电侵蚀性能测试结果的离散；通过本专利技术还可在研究电压、电流强度、 电路的功率因数、电触头接通和分断的速度、电触头接通和分断过程中电源 的相位角等因素发生的变化对电触头材料电侵蚀过程的影响，再结合对电触头材料在电侵蚀过程中发生的组织结构变化和化学成份变化过程的分析方法 的综合运用，为逐步深入研究电触头材料的电侵蚀机理提供了设备和方法手 段。附图说明图1是本专利技术的电路结构示意图2是电触头机械运动操作测试装置1 的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一参见图l、图2，本实施方式由电触头机械运动操作测 试装置l、低电压恒流电源3、交流电源4、上位机5和可控硅开关7组成， 可控硅开关7的阳极与交流电源4的第一电源端连接，可控硅开关7的阴极 与电触头机械运动操作测试装置1的第一电源端连接，交流电源4的第二电 源端与电触头机械运动操作测试装置1的第二电源端连接，可控硅开关7的 控制信号输入端与数据采集卡6的控制信号输出端连接，低电压恒流电源3 的正极端与电触头机械运动操作测试装置1的第一电源端连接，低电压恒流 电源3的负极端与电触头机械运动操作测试装置1的第二电源端连接，电触 头机械运动操作测试装置1的第一电源端与上位机5的数据采集卡6的第一 电压信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置1的第二电源端与上位 机5的数据采集卡6的第二电压信号输入端连接，电流传感器15设置在电触 头机械运动操作测试装置1的第一电源端和第二电源端之间的电路上，电流 传感器15的电流信号输出端与数据采集卡6的电流信号输入端连接，电触头 机械运动操作测试装置1的熔焊力信号输出端与数据采集卡6的熔焊力信号 输入端连接，电触头机械运动操作测试装置1的位移信号输出端与数据采集 卡6的位移信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置1的电磁激振器 控制信号输入端与数据采集卡6的电磁激振器控制信号输出端连接。交流电 源4可采用工业交流电源；数据采集卡6可采用PCI 14512E/500K-12bit-4CH 型数据采集卡。工作原理接通交流电源4和可控硅开关7后电路只在电触头机械运动 操作测试装置1的两个电触头之间形成断路，在两个电触头接触过程中测量 得到的交流电源4的位相关系条件和两个电触头闭合过程的运动特性曲线在给定的相位角闭合电路，同时测量两个电触头的行程变化曲线以及两个电触 头之间的电压电流波形曲线，计算出接通过程中的电弧功率；当两个电触头 稳定闭合后，断开交流电源4并接通低电压恒流电源3，根据测得的电压降和 电流值计算出接通状态下的接触电阻；再将低电压恒流电源3断开并接通交 流电源4，控制两个电触头在特定的相位角分断，在分断过程中同时测量两个 电触头的行程变化过程、两个电触头之间的熔焊力大小以及电弧过程的电流 和电压波形，计算出分断过程中电触头对之间的电弧过程的功率变化和电弧 过程的总能量的大小。具体实施方式二参见图1，本实施方式在具体实施方式一的基础上增加 了电容器组2，电容器组2的第一电源端与可控硅开关7的阳极连接，电容器 组2的第二电源端与电触头机械运动操作测试装置1的第二电源端连接。当 交流电源4采用普通的交流电系统时，具有简单直接、电源的波形条件好、 对电压进行调节方便的优点；缺点是在一般条件下的实验室的电气容量有限、 其实验电流水平多小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试电触头材料电侵蚀性的装置，其特征在于它包含电触头机械运动操作测试装置（１）、低电压恒流电源（３）、交流电源（４）、上位机（５）和可控硅开关（７），可控硅开关（７）的阳极与交流电源（４）的第一电源端连接，可控硅开关（７）的阴极与电触头机械运动操作测试装置（１）的第一电源端连接，交流电源（４）的第二电源端与电触头机械运动操作测试装置（１）的第二电源端连接，可控硅开关（７）的控制信号输入端与数据采集卡（６）的控制信号输出端连接，低电压恒流电源（３）的正极端与电触头机械运动操作测试装置（１）的第一电源端连接，低电压恒流电源（３）的负极端与电触头机械运动操作测试装置（１）的第二电源端连接，电触头机械运动操作测试装置（１）的第一电源端与上位机（５）的数据采集卡（６）的第一电压信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置（１）的第二电源端与上位机（５）的数据采集卡（６）的第二电压信号输入端连接，电流传感器（１５）设置在电触头机械运动操作测试装置（１）的第一电源端和第二电源端之间的电路上，电流传感器（１５）的电流信号输出端与数据采集卡（６）的电流信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置（１）的熔焊力信号输出端与数据采集卡（６）的熔焊力信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置（１）的位移信号输出端与数据采集卡（６）的位移信号输入端连接，电触头机械运动操作测试装置（１）的电磁激振器控制信号输入端与数据采集卡（６）的电磁激振器控制信号输出端连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵文柱，崔玉胜，甄良，杨丽，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]