技術領域

本發明涉及一種電工觸點電性能智能實驗方法。

背景技術

電工觸點是開關、繼電器、接觸器等的關鍵部件，觸點的性能直接影響這些電器的整體性能。觸點電性能包括靜態性能和動態性能兩方面內容，而動態電性能與觸點材料、制造工藝、應用條件密切相關，觸點電性能實驗主要用于新材料和新工藝的篩選、日常生產中的質量控制等。觸點電性能實驗主要是進行性能對比實驗，即在相同環境條件下比較不同材料、不同觸點結構、不同制造工藝對觸點電性能的影響。實驗過程中需要控制的主要環境條件是：觸點接觸壓力、觸點間隙、觸點超行程、負載電流和功率因數角等。觸點電性能實驗通過在指定條件下模擬電器觸點的開閉操作進行，實驗過程長，實驗環境差。當前的實驗主要為機械式半自動方式，需要人工較多的頻繁干預。本發明給出一種基于嵌入式智能控制裝置的電工觸點電性能智能實驗方法。該實驗方法由實驗流程和智能實驗單元構成，可按照預定的程序自動完成實驗過程，記錄實驗結果，其中智能實驗單元可以一個單元單獨使用，也可多個單元組合使用。

發明內容

本發明目的是提供一種將微處理器、傳感器、氣動或電動運動控制機構、機械裝置相結合的電工觸點電性能智能實驗方法，利用電流和功率因數可調的交流電源作為實驗電源，在實驗流程中進行觸點的動態檢測，利用一個直流恒流源作為輔助電源間隔一定時間周期性的替換實驗電源接入觸點主回路檢測觸點的靜態電阻，全部流程由嵌入式智能控制裝置控制，實現電工觸點電性能實驗的自動化和智能化。

具體步驟為:

（1）建立一個智能實驗單元：

智能實驗單元由實驗主回路電路、嵌入式智能控制裝置和觸點運動機構構成。

?[0005]?實驗主回路電路電源由兩個定觸點安裝夾具上的接線柱接入，避免動觸點部件上大電流引線對動觸點的往復運動影響。

嵌入式智能控制裝置以微處理器為核心，包括信號檢測與處理電路、AD變換電路、功率驅動電路、光電隔離的RS485通信接口電路、光纖通信接口電路和數字顯示電路；嵌入式智能控制裝置分為微處理器電路B、信號檢測電路A、功率驅動電路C三塊電路板，整個實驗流程由控制程序實現智能控制，控制程序存儲在微處理器的程序存儲器中，通過RS485接口可將多個智能實驗單元組成一個現場總線網絡，利用光纖通信接口與外部計算機進行信息傳送。

觸點運動機構由動觸點往復運動機構、伺服驅動元件、拉壓力傳感器、安裝嵌入式控制裝置的金屬控制盒、電壓檢測傳感器和電流檢測傳感器構成；在嵌入式智能控制器的控制下，動觸點往復運動機構由電動或氣動伺服元件驅動進行往復運動，帶動動觸點與定觸點按特定的周期閉合與分斷，實現電性能實驗。

（2）實驗流程：

初始狀態為觸點斷開狀態，在實驗開始時，實驗主回路電路電源控制開關閉合，直流恒流源控制開關斷開，將實驗主回路電路電源接入實驗主回路電路，設置實驗次數初值N=0，按需要設定靜態電阻測試間隔N_S的值、觸點往復運動速度、觸點閉合周期T_C、觸點分斷周期T_B，然后啟動進入實驗過程；?

②啟動實驗過程后，動觸點往復運動由嵌入式智能控制裝置控制電動或氣動伺服驅動元件使動觸點往復運動機構正向運動，使觸點1-2，3-4閉合，嵌入式智能控制裝置在觸點閉合周期T_C內等間隔采樣檢測100次電壓、電流和觸點接觸壓力，經數字濾波后計算動態接觸電阻，觸點接觸壓力；

③經過T_C時間后，嵌入式智能控制裝置控制電動或氣動伺服驅動元件使動觸點往復運動機構反向運動，進入觸點斷開過程，在斷開過程，以10us采樣周期檢測電壓和電流，利用電壓電流檢測值測試觸點斷開過程的燃弧能量，燃弧時間，同時檢測觸點分段拉力，以識別觸點是否熔焊；

④觸點分斷到位，同時電弧結束，則進入觸點分斷周期T_B，選擇T_B=T_C，然后執行觸點失效算法程序，獲得觸點失效與否狀態標記，等待T_B周期時間結束;

⑤到T_B時間，識別觸點是否失效，如果失效，轉到步驟⑧結束實驗，否則進入第⑥步；

⑥沒有失效，實驗次數N+1，存儲當前實驗測試數據，并通過光纖通信接口將實驗數據發送給監控PC，然后判斷N是否等于N_S的整數倍，如果N是N_S的整數倍，表示到達靜態電阻檢測周期，進入步驟⑦進行靜態電阻測試，否則返回步驟②繼續進行實驗；