电工电器产品的检测——电磁式电器的吸合特性

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摘要：根据在最高周围空气温度测定电磁式电器动作值的方法；提出了在常温周围空气温度下施加一定电压，代替模拟最低周围空气温度（=-5℃）的上限电压110%值作吸合特性的方法。

关键词：电磁式电器；动作值；吸合电压；周围空气温度

中图分类号：TN934.85 文献标识码：A文章编号：

ABSTRACT: According to the method to measure the action value of electromagnetic devices at the maximum ambient air temperature, the paper proposes an attracting voltage simulating test method of electromagnetic devices to simulate it with a certain voltage at normal temperature，instead of upper limited voltage 110% at minimum ambient air temperature ( =-5℃ ).

KEY WORDS: electromagnetic devices; action value; attracting voltage; ambient air temperature

0引言

国标GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备 第一部分：总则》7.2.1.2动力操作电器的动作范围中规定接触器等电磁操作的产品吸合特性中写道：“除非产品标准另有规定，电磁操作和电控气动操作的电器在周围空气温度为-5℃至+40℃范围内，在控制电源电压为额定值的85％至110％范围内均应可靠吸合。此极限范围适用于交流或直流”。可见验证接触器吸合特性试验时应在最高周围空气温度下,于热态时测定吸合电压值和最低周围空气温度下，于冷态时测定释放电压值。

根据标准的要求，该项试验的最低周围空气温度和最高周围空气温度应该是在恒温室或低温箱中方能满足，这对于缺乏试验设备的试验站或生产厂是难以实现的，即便是有了这些设备，在做这样一个简单的吸合特性项目时也要增加耗电和工时。关于等效试验方法在国标GB 998-82《低压电器基本试验方法》中推荐可以采用接入附加电阻的等效方法测定相当于最高周围空气温度及热态下的吸合电压值。

本文主要是对等效试验方法的公式、原理做进一步的分析和试验验证，并充分分析用电阻换算方法推算常温下模拟最低周围空气温度测量电磁式电器吸合电压的上限值的合理性、方便性。

1 模拟最高周围空气温度测定电磁式电器动作值的方法

1.1模拟最高周围空气温度测定电磁式电器吸合电压的等效方法，是在电路中串接一个电阻，试验电路如图1所示，其阻值与周围空气温度增加而使电压线圈电阻增加的数值相同。

1.1.1对于交流电压线圈

（1）在常温和冷态下测量线圈的电阻值和相应的周围空气温度，其值分别为及。

（2）在电源电路中串入电阻值R应为：

（1）

式中

（3）串入电阻以后，用规定的方法测量吸合电压，这时附加电阻与电磁线圈上的电压降就相当于最高周围空气温度下的吸合电压。

1.1.2对于直流电压线圈

要在最高周围空气温度下测定电磁式电器动作电压值，直流线圈的阻值增高，使其温升低于常温下的温升，采用以下方法测定热态吸合电压值：

（1）在常温和冷态下测量线圈的电阻值和相应的周围空气温度。此时测得的线圈电阻值和周围空气温度分别为和；

（2）在不接入附加电阻的条件下，对线圈施加额定控制电源电压，使其达到稳定温升，并测量线圈温升和相应的周围空气温度。

在低于最高周围空气温度下进行试验，将式（2）得出的系数K。

(2)

将实测值乘以式（2）得出的系数K，折算成最高周围空气温度下的温升式（3）。

(3)

（3）如图1所示，在电路中串入附加电阻R，其值用式（4）求出：

（4）

串入电阻以后，在冷态（周围空气温度为）下用标准规定的方法测量吸合电压值，这时附加电阻与电磁线圈上的压降之和即为热态吸合电压值。

2 模拟最低周围空气温度测定电磁式电器动作值的方法

该方法根据国标GB 998-82《低压电器基本试验方法》中推荐方法提出，在常温周围空气温度下施加一定电压，代替模拟最低周围空气温度（=-5℃）的上限电压110%值作吸合特性的方法。常温下比-5℃下线圈的电阻值要高出一些，因此要保持相同线圈电流，外施电压应提高一些，原则上应使常温下施加的电压与-5℃施加的电压线圈上得到相同的电流。因此需要适当提高电压使。

参照图2可以推导出在常温下模拟最低温度（-5℃）应该施加的电压的表达式。

图中：U0——低温=-5℃线圈外施电压（=110%）；

U1——常温保持相同吸合电流时的外施电压；

I1——低温和常温时线圈电流；

R0——低温=-5℃时的线圈电阻；

R1——常温时的线圈电阻（R1>R0）。

2.1对于交流电压线圈

用规定的方法测量吸合电压值由于测定吸合电压时，是先将电源电压调至要求值，然后接通电路进行试验，而交流电压线圈接通电源后将经历一个过渡过程也对其有较大的影响，因此衔铁刚开始吸合式的电流值不便于直接测量。而衔铁闭合位置时的线圈电抗X决定于电磁系统的尺寸、参数、衔铁闭合位置时气隙的大小；与周围空气温度无关。线圈电抗X的求法如下（以交流接触器为例）：

将接触器铁芯置于完全打开位置（为了便于读取数据，可将上下铁芯之间用非导磁材料撑住，这时导磁系统的导磁系数接近于空气导磁系数，时间尽量短，以防止线圈发热），施加额定控制电源电压于线圈，同时测量出线圈电流（起动电流）I，则线圈电抗X由以下式计算：

3 结论

本文通过对等效试验方法的公式、原理的分析，推导出用电阻换算方法推算常温下模拟最低周围空气温度测量电磁式电器吸合电压的上限值的合理性、方便性。

参考文献：

1．张乃宽，孙绍敏验证电磁式电器电压动作值的等效试验方法.《机床电器》，1997年第02期

2．陆俭国，曾举璋，张乃宽等 《机床电器检测测试手册》.机械工业出版社.1999年5月

3．国标 GB 998-82《低压电器基本试验方法》.1983年10月1日实施

4．国标 GB14048.1-2006《低压开关设备和控制设备 第一部分：总则》.2007年1月1日实施