انواع رایج خرابی رله و علل آنها

رله ها محرک های کلیدی در کنترل صنعتی، سیستم های قدرت و تجهیزات اتوماسیون هستند. قابلیت اطمینان آنها مستقیماً بر پایداری سیستم تأثیر می گذارد. خرابی رله معمولاً توسط یک عامل منفرد ایجاد نمی شود، بلکه به دلیل اثرات ترکیبی چندین عامل از جمله کنتاکت ها، سیستم های الکترومغناطیسی، سیم پیچ ها، ساختار مدار مغناطیسی و اجزای مکانیکی ایجاد می شود. موارد زیر به طور سیستماتیک رایج ترین انواع خرابی رله و علل آنها را در کاربردهای عملی از دیدگاه مهندسی بیان می کند.

 

 

کنتاکت ها مستقیم ترین اجزای یک رله هستند که مسئول روشن و خاموش شدن هستند. وضعیت عملکرد آنها ارتباط نزدیکی با مواد، آبکاری، طراحی ساختاری و ویژگی های بار دارد. تحت عملکرد طولانی‌مدت یا شرایط غیرعادی، مخاطبین مستعد حالت‌های مختلف خرابی هستند.

 

در حین درگیری مکانیکی، جوشکاری یا جوش سرد بین کنتاکت‌ها ممکن است از جدا شدن آنها جلوگیری کند که منجر به هدایت مدار پیوسته می‌شود. این نوع مشکل به‌ویژه در سناریوهای-جریان زیاد یا بار ضربه‌ای رایج است. اگر مقاومت تماس با گذشت زمان افزایش یابد یا ناپایدار شود، می تواند باعث تضعیف سیگنال، گرمای بیش از حد و حتی نقص در عملکرد کلی شود که بر قابلیت اطمینان کلی سیستم تأثیر می گذارد.

 

هنگامی که یک رله به درستی انتخاب نشده باشد، ظرفیت تماس نامی آن کمتر از بار مورد نیاز واقعی باشد، یا ویژگی های بار به شدت القایی یا خازنی باشند، ممکن است کنتاکت ها به درستی باز یا بسته نشوند. علاوه بر این، در شرایط ولتاژ بیش از حد بالا، شکاف های تماس ناکافی ممکن است باعث خرابی های ثانویه شود که منجر به ایجاد قوس پایدار و تسریع بیشتر فرسایش تماسی می شود.

 

در محیط‌های منبع تغذیه با فرکانس بالا، ظرفیت پراکنده بزرگ بین کنتاکت‌ها نیز ممکن است باعث قضاوت‌های نادرست مانند قطع نادرست مدار شود. شرایط محیطی نیز یک عامل تأثیرگذار مهم است. رطوبت بالا، گرد و غبار و گازهای خورنده همگی می توانند بر وضعیت سطح تماس تأثیر منفی بگذارند. اگر رله فاقد اقدامات مناسب برای خاموش کردن قوس باشد یا پارامترهای آن به درستی طراحی نشده باشند، انرژی قوس مستقیماً به مواد سطح تماس آسیب می رساند و با ساختار داخلی تداخل می کند.

 

در مسائل فوق، پایداری مدار مغناطیسی ارتباط نزدیکی با ثبات عملکرد تماس دارد. پایه اصلی مدار مغناطیسی اغلب به هسته های آهن مغناطیسی نرم بسیار سازگار برای رله ها برای اطمینان از عملکرد همزمان و تکرارپذیری متکی است.

 

 

سیم پیچ منبع انرژی است که عملیات رله را هدایت می کند. عملکرد عایق و پارامترهای الکتریکی مستقیماً طول عمر رله را تعیین می کند. خرابی سیم پیچ در کاربردهای عملی با شروع ناگهانی و تخریب قابل توجه آنها مشخص می شود.

 

هنگامی که دمای محیط افزایش می یابد یا اتلاف گرما کافی نیست، افزایش دمای سیم پیچ ممکن است از حد مجاز مواد عایق بیشتر شود و منجر به پیری عایق یا حتی خرابی شود. به طور همزمان، رطوبت بالا به طور قابل توجهی استحکام عایق را کاهش می دهد و خوردگی می تواند باعث ایجاد مدارهای کوتاه بین چرخشی یا مدارهای باز شود.

 

اگر یک سیم پیچ برای مدت طولانی در 110٪ بالاتر از ولتاژ نامی خود کار کند، سیم های داخلی آن به سرعت بیش از حد گرم می شوند و می سوزند. حمل نادرست، خراش ابزار، یا فشرده شدن در حین نگهداری یا مونتاژ نیز می تواند به عایق بیرونی سیم پیچ آسیب برساند و خطرات احتمالی خطا را ایجاد کند. حتی جدی تر، اتصال نادرست ولتاژ سیم پیچ است. به عنوان مثال، اتصال مستقیم سیم پیچ نامی{3}}ولتاژ پایین به منبع تغذیه-بالا، یا اتصال اشتباه سیم پیچ AC به منبع تغذیه DC، باعث از کار افتادن سیم پیچ در مدت زمان بسیار کوتاهی می شود.

 

برای رله های متناوب، زمانی که ولتاژ کار کمتر از 85 درصد مقدار نامی باشد یا فرکانس به طور غیرعادی بالا باشد، ممکن است آرمیچر به طور قابل اعتماد درگیر نشود و سیم پیچ برای مدت طولانی در حالت تلفات بالا باقی بماند و در نهایت می سوزد. عملکرد پایدار سیم پیچ ارتباط نزدیکی با صافی مسیر شار مغناطیسی دارد که به شدت به قوام مواد و دقت پردازش هسته سیم پیچ رله و هسته الکترومغناطیس بستگی دارد.

 

 

سیستم مدار مغناطیسی هسته تبدیل انرژی الکتریکی-به-مکانیکی رله است. پایداری آن مستقیماً بر کشش-در نیرو، سرعت رهاسازی و ثبات عمل تأثیر می‌گذارد. خطاهای مدار مغناطیسی معمولاً به صورت تاخیر، لرزش، نویز یا خرابی ظاهر می شوند.

 

در طول کارکرد طولانی مدت، سایش شفت آرمیچر، لبه‌های گوشه یا نقاط تماس می‌تواند باعث انحراف در مسیر آرمیچر شود که منجر به گیر کردن یا درگیری ناقص شود. در برخی از رله‌های DC، اگر واشر مغناطیسی فرسوده یا آسیب دیده باشد، حداقل فاصله هوا پس از بسته شدن آرمیچر کاهش می‌یابد و به طور قابل توجهی مغناطیس باقی مانده را افزایش می‌دهد و به طور بالقوه از آزاد شدن آرمیچر جلوگیری می‌کند.

 

برای رله های AC، شکستگی حلقه مغناطیسی در هسته، یا خوردگی و آسیب به قطب های هسته یا سطوح کاری، باعث ارتعاش الکترومغناطیسی قابل توجه و نویز عملیاتی می شود. در ساختارهای هسته ای نوع E، وقتی شکاف هوا در ستون مرکزی به دلیل سایش طولانی مدت ناپدید می شود، آرمیچر به نواحی غیرعادی می چسبد و منجر به خرابی عملیاتی می شود.

 

علل اصلی این مشکلات اغلب با خلوص و یکنواختی خود ماده مغناطیسی و روش پردازش مرتبط است. استفاده از هسته آهن خالص، هسته آهنی DT4C یا هسته رله سرد{3}}سرد با خلوص بالا می‌تواند از دست دادن پسماند و خطر مغناطیس باقیمانده را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان طولانی‌مدت رله را بهبود بخشد.

 

 

علاوه بر سیستم های اصلی ذکر شده در بالا، رله ها نیز ممکن است به دلیل ساختار مکانیکی یا مشکلات مونتاژ از کار بیفتند. به عنوان مثال، تغییر شکل اجزای داخلی، بست های شل و آسیب مکانیکی به پوشش، همگی می توانند تنش یا روابط فاصله اصلی را تغییر دهند. ترک خوردگی یا کنده شدن سطح آبکاری مقاومت در برابر خوردگی را ضعیف می کند و در نتیجه بر پایداری کنتاکت ها و اجزای مدار مغناطیسی تأثیر می گذارد.

 

علاوه بر این، عایق ناکافی بین سیم پیچ و بدنه، کاهش خاصیت ارتجاعی فنر برگشتی به دلیل خستگی، و پارامترهای تنظیم نامناسب کارخانه به تدریج مشکلات را در استفاده طولانی مدت تشدید می کند. هر محصول رله طول عمر الکتریکی و مکانیکی خود را دارد. هنگامی که از این محدودیت های طراحی فراتر رفت، میزان شکست به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

 

در کاربردهای{0}با قابلیت اطمینان بالا، سازگاری مواد و فرآیند ساخت اجزای اصلی مدار مغناطیسی مانند هسته رله آهنی خالص، هسته فولادی رله، هسته برای رله الکترومغناطیسی، و پین هسته و پین رله منطبق، اغلب عوامل مهمی هستند که تعیین می‌کنند آیا یک رله می‌تواند به طور پایدار تا پایان عمر خود کار کند.

 

 

از کنتاکت‌ها و سیم‌پیچ‌های الکترومغناطیسی گرفته تا سیستم مدار مغناطیسی، همه انواع خرابی‌های رله اساساً با عملکرد مواد، طراحی ساختاری و فرآیندهای ساخت مرتبط هستند. به خصوص در کنترل صنعتی، سیستم‌های قدرت و کاربردهای انرژی جدید، تقاضاهای بالاتری بر روی ثبات، ماندگاری کم و پایداری طولانی‌مدت اجزای مغناطیسی- اعمال می‌شود.

 

بر اساس این نیاز صنعت، ما بر روی تولید-قطعات مدار مغناطیسی رله با عملکرد بالا، پوشش محصولاتی مانندهسته آهن خالصهسته های آهنی مغناطیسی نرم برای رله، رله DT4C آهن کوره سرد آهنگری و هسته آهنی برای رله کنترل صنعتی. ما از طریق سیستم‌های مواد پایدار و فرآیندهای آهنگری سرد بالغ، پایه مدار مغناطیسی قابل اعتمادی را در اختیار تولیدکنندگان رله قرار می‌دهیم که به آنها در دستیابی به طول عمر بیشتر و قابلیت اطمینان بالاتر در شرایط عملیاتی سخت کمک می‌کنیم.