تجزیه و تحلیل علل و مکانیسم های جوشکاری تماسی نقره در رله

رله‌ها نقش محوری در سیستم‌های کنترل الکتریکی دارند، زیرا مدارهای جریان پایین-را قادر می‌سازند تا بارهای جریان بالا را کنترل کنند. سیستم‌های تماس آن‌ها معمولاً از پرچ‌های تماس جامد نقره‌ای AgCdO (نقره-اکسید کادمیوم)-موادی که با رسانایی الکتریکی و مقاومت قوس الکتریکی بالا مشخص می‌شوند-برای اطمینان از پایداری و قابلیت اطمینان در شرایط بار سنگین استفاده می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

اساساً، رله یک جزء سوئیچینگ الکترومغناطیسی است که از یک مدار کنترل ورودی و یک مدار بار خروجی تشکیل شده است. پیکربندی‌های تماس معمولی، مانند کنتاکت‌های پرچ نقره‌ای، از طریق جاذبه الکترومغناطیسی برای باز یا بسته کردن مدار عمل می‌کنند، در نتیجه کنترل خودکار و عملکردهای حفاظتی را تسهیل می‌کنند. در سیستم‌های کنترل صنعتی{2}}مثل-حلقه‌های توزیع و کنترل ولتاژ پایین{4}}کنتاکت‌های الکتریکی نقره‌ای جامد اغلب برای برآورده کردن الزامات برای عملکرد مکرر و قابلیت اطمینان بالا استفاده می‌شوند.

 

با توجه به اصول عملیاتی، فعال سازی رله برای به حرکت درآوردن آرمیچر به نیروی الکترومغناطیسی متکی است که به نوبه خود کنتاکت ها را بسته یا باز می کند. بسته به ساختار مواد تماس و سناریو کاربرد، برخی از سیستم ها از کنتاکت های نقره ای جامد برای افزایش هدایت الکتریکی و مقاومت در برابر فرسایش قوس استفاده می کنند. هنگامی که سیستم های تماسی با بارهای سنگین یا شرایط عملیاتی غیرعادی مواجه می شوند، تجمع گرما و قوس الکتریکی خطرات قابل توجهی را به همراه دارد.

 

طبقه بندی تماس رله نه تنها ساختارهای استاندارد بلکه آلیاژها و پیکربندی های کامپوزیت مختلف را نیز در بر می گیرد-مانند کنتاکت های الکتریکی نقره ای- که برای بهبود مقاومت در برابر جوشکاری تماسی و کاهش مقاومت تماسی طراحی شده اند. علاوه بر این، برای رفع نیازهای صنعتی مختلف، مشخصات تماس استاندارد شده (مانند کنتاکت های نقره ای جامد) متناسب با تجهیزات الکتریکی همه منظوره و طرح های رله مدولار در دسترس هستند.

 

در طول کار طولانی، ممکن است تماس‌های رله با "جوشکاری تماسی"-پدیده‌ای مواجه شوند که در آن ذوب و چسبندگی موضعی به دلیل دماهای بالا یا قوس‌های بالا رخ می‌دهد و از باز شدن مناسب کنتاکت‌ها جلوگیری می‌کند. در حالی که مواد با کارایی بالا مانند کنتاکت‌های آلیاژ نقره برای به حداقل رساندن احتمال جوش طراحی شده‌اند، خرابی همچنان ممکن است تحت نوسانات شدید جریان رخ دهد.

 

جوشکاری تماسی به طور کلی به جوش استاتیک و جوش دینامیکی تقسیم می شود. جوش استاتیک زمانی اتفاق می‌افتد که کنتاکت‌ها در موقعیت بسته به دلیل جریان اضافه بار دچار گرمای بیش از حد موضعی شوند. این ماده تماس را نرم یا ذوب می کند و در نتیجه یک پیوند دائمی ایجاد می کند. در طرح‌های خاصی-مانند نمونه‌هایی که از پرچ‌های تماس نقره جامد استفاده می‌کنند-اتلاف حرارت ناکافی یا فشار تماس ناکافی می‌تواند خطر جوش استاتیک را افزایش دهد.

 

جوش دینامیکی معمولاً در لحظه فعال شدن تماس اتفاق می افتد. قوس ایجاد شده در هنگام باز یا بسته شدن، انرژی آنی بالایی را در ناحیه تماس متمرکز می کند و باعث تبخیر یا ذوب موضعی مواد می شود. سازه هایی مانند پرچ های تماس جامد به ویژه در برنامه های سوئیچینگ فرکانس{1}بالا مستعد فرسایش قوس هستند و در نتیجه احتمال جوشکاری افزایش می یابد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عوامل متعددی در جوشکاری تماسی رله نقش دارند: در درجه اول، گرمای شدید تولید شده توسط -جریان زیاد و جریان‌های مدار کوتاه{1}، و دوم، جریان هجومی تولید شده توسط بارهای خازنی در لحظه بسته شدن. علاوه بر این، لرزش مکرر یا پچ پچ می‌تواند باعث ایجاد قوس‌های مکرر شود و باعث تسریع تخریب تماس شود. چنین مسائلی به ویژه در تجهیزات سوئیچینگ با استفاده از اجزایی مانند پرچ های تماس الکتریکی رایج است.

 

در طول وقفه بارهای ولتاژ بالا یا القایی، قوس طولانی مدت به طور قابل توجهی انباشت گرما را افزایش می دهد و باعث خرابی جوش می شود. به عنوان مثال، در سیستم های رله، پرچ های تماس نقره جامد ممکن است به دلیل چسبندگی در زیر قوس های مکرر در صورتی که اتلاف گرما ناکافی باشد، از کار بیفتند.

 

علاوه بر این، در حالی که پرچ‌های نقره جامد اغلب برای افزایش عمر تماس در محیط‌های صنعتی با قابلیت اطمینان بالا (مانند سیستم‌های کنترل و مدارهای حفاظتی) استفاده می‌شوند، اجتناب از اضافه بار و شرایط شوک مکرر برای جلوگیری از آسیب‌های غیرقابل برگشت ضروری است.

 

در پیکربندی‌های تخصصی نصب و اتصال-مانند سوکت‌ها و سیستم‌های اتصال مدولار{1}}طراحی‌های تماسی (مانند پرچ‌های کنتاکت سوکت) به کنترل دقیق فشار تماس و سازگاری مواد برای کاهش خطرات قوس‌بندی و جوشکاری نیاز دارند.

 

به طور خلاصه، جوشکاری ازکنتاکت های رله نقره ایاساساً نتیجه اثرات ترکیبی الکترو{0}}کوپلینگ حرارتی و انباشت انرژی قوس است. بهینه‌سازی سیستم‌های مواد تماس، طراحی‌های ساختاری و تطبیق بار می‌تواند به میزان قابل توجهی میزان خرابی را کاهش دهد و پایداری و ایمنی سیستم الکتریکی کلی را افزایش دهد.