Foutzoeken in circuits van relais-magneetschakelaars. Deel 1

Elektriciens van verschillende beroepen vervaardigen, installeren, configureren, repareren en onderhouden diverse elektrische apparatuur. In dit geval is een onmisbaar onderdeel van hun werk het zoeken naar defecten. De noodzaak van tijdige detectie en eliminatie van defecten kan moeilijk worden overschat, want hoe perfecter en efficiënter de elektrische apparatuur, hoe groter de economische schade door uitval of irrationeel gebruik, zelfs voor korte perioden. Daarom is het zo belangrijk dat elektriciens defecten in verschillende elektrische apparatuur kunnen opsporen.

Woordschema wordt gebruikt om de documentatie van een elektrische installatie of een elektrisch product aan te duiden. Indien het nodig is om naar een document te verwijzen, wordt aan dat woord een verklarend woord toegevoegd dat de regeling in kwestie aangeeft.

Als het circuit van een relais-magneetschakelaar (kortheidshalve in de toekomst een product of een object) voldoet aan alle vereisten die in de documentatie zijn vastgelegd, dan is het gebruikelijk om te zeggen dat het in goede staat verkeert... Als er geen is correspondentie, dan praten ze over defecte producten of storingen.

De overgang van het product van een werkende naar een defecte staat is het gevolg van defecten. Woordfout gebruikt om elke individuele niet-overeenstemming van het product met de vereisten die ervoor in de documentatie zijn vastgelegd, aan te geven.

Uit de definities volgt dat het onmogelijk is om het defect in het product te verwijderen, maar het is wel mogelijk om het defect in het product te verwijderen. Als dit de enige is, gaat het product rechtop staan.

Defecten in een product kunnen op verschillende momenten in de levenscyclus optreden - tijdens productie, assemblage, aanpassing, bediening, testen, reparatie, en verschillende gevolgen hebben.

De gevolgen worden onderscheiden in kritieke, significante en kleine gebreken.

De aanwezigheid van kritische defecten maakt het beoogde gebruik van het product onmogelijk of onaanvaardbaar.

Voorbeeld 1. Kritiek defect.

Als voorbeeldproduct kiezen we een DC-relais voor een nominale spanning van 110 V, waarvan de spoel wx = 10.000 windingen heeft en de weerstand Rx = 2200 Ohm.

Andere parameters: nominale stroom Inom = 0,05 A, bedrijfsstroom Israb = 0,033 A, veiligheidsfactor Kzsh = 1,5, nominale MDS (magnetische aandrijfkracht) Aw = 500 A.

Stel dat er een defect in de spoel zit die 90% van de windingen kortsluit en de weerstand van de spoel reduceert tot R2 = 220 Ohm (ervan uitgaande dat alle windingen even lang zijn).

Bij een spanning van 110 V komt deze weerstand overeen met een stroom I2 = 0,5 A en MDS Aw2 = l2 * w2 = 0,5 • 1000 = 500 A.

Hoewel de cijfers laten zien dat de waarde van MDS niet zal veranderen en het relais zijn armatuur zal kunnen aantrekken, is een continue werking van het relais met een dergelijk defect onmogelijk, omdat na het aanleggen van de nominale spanning op de defecte spoel een spoel van draad 10 keer overbelast met stroom, zal het vrijwel onmiddellijk branden.

Significante defecten beperken de mogelijkheid om het product te gebruiken voor het beoogde doel of verminderen de duurzaamheid (zie voorbeeld 6).

Voorbeeld 2. Groot defect

Stel dat er een defect is in de in voorbeeld 1 besproken relaisspoel waardoor 20% van de windingen sluit, dat wil zeggen dat er 8000 windingen in actief blijven.

Ervan uitgaande dat de evenredigheid tussen het aantal windingen en de spoelweerstand nog steeds evenredig is, kan de weerstand van de defecte spoel worden bepaald als R3 = 1760 ohm.

Deze weerstand bij 110 V beperkt de spoelstroom tot I3 = 0,062 A.

Daarom is MDS Aw3 = 0,062 • 8000 = 496 A.

Dus zelfs met dit defect zal de MDS voldoende zijn om het relais te laten werken, maar als de stroom door de spoel met bijna 25% wordt verhoogd, zal de spoel oververhit raken boven wat is toegestaan ​​​​voor zijn isolatie en zal het relais voortijdig uitvallen, hoewel het zal even kunnen werken.

Als de aanwezigheid van een defect geen invloed heeft op de prestaties van het product, wordt dit een klein defect genoemd.

Voorbeeld 3. Klein defect

In de relaisspoel, waarvan de parameters in voorbeeld 1 worden gegeven, is 5% van de windingen kort, waarvan de weerstand ongeveer gelijk is aan 2090 Ohm.

Deze weerstand zal de stroom in de spoel beperken tot een waarde van I4 = 0,053A, wat overeenkomt met MDS Aw4 = Um W4 = 503 A.

Aangezien de relaisdocumentatie een tolerantie van 10% heeft voor nominale stroom, dwz. Inom max = 0,055 A, dan kan de toename van de stroom met 0,003 A redelijkerwijs niet worden toegeschreven aan een defect in het relais of de spoel, aangezien I4 < Inom max.

Vanwege het feit dat de toename van de stroom niet groter is dan toegestaan ​​voor dit relais, heeft het defect dat dit veroorzaakte geen invloed op de werking van het relais.

De beschouwde voorbeelden laten zien dat niet alleen verschillende defecten, maar ook hetzelfde type defect (in ons geval een kortsluiting van de spoelwindingen) verschillende gevolgen kan hebben. De loutere aanwezigheid van een defect in een product heeft niet altijd invloed op het vermogen om zijn functies uit te voeren.

Ter ondersteuning van het bovenstaande zullen we een voorbeeld geven waarbij een reeks elektrische lampen als een object wordt beschouwd. Dit vrij eenvoudige object zal in nog een paar voorbeelden worden gebruikt wanneer we kijken naar de fundamentele technologische problemen van het opsporen van defecten.

Door de eenvoud van het object kan, zonder afgeleid te worden van de uitleg van het principe van de werking en de processen die erin plaatsvinden, alleen aandacht worden besteed aan de vragen over het zoeken naar defecten.

Voorbeeld 4. Verschillende manifestaties van dezelfde defecten.

Laat het object, dat een draagbare lamp is (Fig. 1, a), een kortsluiting hebben tussen de aansluitingen van de lamp.

Rijst. 1 Verschillende uitingen van dezelfde defecten: a — in een draagbare lamp, b — in een krans van elektrische lampen

Wanneer het armatuur wordt aangesloten op een stroombron, ontstaat er kortsluiting in de bron. In dit geval is een kortsluiting in de lamp vanuit het oogpunt van de gevolgen een kritiek defect.

Een ander object is een krans van elektrische lampen (afb. 1, b). Hetzelfde defect in dit object kan tot verschillende gevolgen leiden, afhankelijk van het aantal lampen in de guirlande.

Met name bij 25-30 of meer lampen en de som van hun nominale spanningen hoger dan de netspanning, zal een kortsluiting in een van de lampen niet leiden tot een toename van de spanning boven de toegestane spanning voor elk van de andere werkende lampen en tot een merkbare toename van de helderheid van de andere lampen.

Hoewel uiterlijk beide defecten zich op dezelfde manier manifesteren (zonder dat de defecte lamp brandt), leidt een kortsluiting in een van de lampen van de slinger niet tot kortsluiting van de stroombron, en voor de hele guirlande is volgens de gangbare classificatie een klein defect.

Naast bruikbare en defecte toestanden wordt in de technische diagnostiek onderscheid gemaakt tussen werkende en niet-werkende toestanden.

Een effectief product wordt geacht in staat te zijn om de toegewezen functies uit te voeren terwijl de waarden van de gespecificeerde parameters binnen de vooraf bepaalde limieten worden gehouden.

Anders werkt het product niet.

Hoewel elk geserviced product tegelijkertijd wordt geserviced, is het niet altijd mogelijk om te zeggen dat een geserviced product ook geserviced kan worden.

Voorbeelden 3, 4 laten zien dat defecte producten ook hun toegewezen functies kunnen uitvoeren.

Schending van de bruikbaarheid van het product met behoud van de bruikbaarheid treedt op als gevolg van schade en in het geval van storing - als gevolg van schade.

Uit bovenstaande definities volgt dat, hoewel het falen van een product wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van bepaalde defecten, het optreden van een defect op zichzelf niet altijd leidt tot falen (zie voorbeelden 3, 4).

Schade die geen verband houdt met een storing van andere elementen wordt zelfstandig genoemd en is ontstaan ​​als gevolg van een ander, - afhankelijk.

Voorbeeld 5. Afhankelijke weigering.

Sommige soorten schakelaars gebruiken gesegmenteerde spoelen (Fig. 2).

Rijst. 2 Sectionele wikkeling

Wanneer de schakelaar is ingeschakeld, werkt het gedeelte van de spoel K1.2-1, de initiaal of aan genoemd. Het tweede deel van de spoel K1.2-2 wordt op dit moment overbrugd door het openingscontact K1: 3 van de schakelaar. Afhankelijk van de grootte van de contactor, bereikt de stroom die door het startgedeelte vloeit 8-15 A.

Nadat het bewegingssysteem van de schakelaar naar de eindpositie is verplaatst, gaat contact K1.3 open en wordt de houdspoel K1.2-2 ingeschakeld en neemt de stroom af tot 0,2-0,8 A.

Stel dat er een defect is in de schakelaar waardoor contact K1:3 niet kan openen.

In dit geval zal enige tijd na het aanleggen van spanning op de spoel de draad waarmee de sluitspoel is gewikkeld, doorbranden door overbelasting. De geleider van deze spoel is alleen bedoeld voor kortstondig gebruik in een fractie van een seconde gedurende de periode dat de contactor is ingeschakeld. Een defect in contact K1: 3 leidt dus tot uitval van de contactor.

Afhankelijk van de redenen die het optreden van schade hebben veroorzaakt, zijn ze onderverdeeld in systematisch en willekeurig.

Systematische schade aan producten treedt op wanneer de technologische processen van hun productie of assemblage, aanpassing of bediening, reparatie of testen worden geschonden. De oorzaken van dergelijke storingen kunnen worden geïdentificeerd en verholpen.

Het optreden van accidentele schade is, hoewel ongewenst, een volkomen natuurlijk verschijnsel en is kenmerkend voor elk technisch object.

De waarschijnlijkheid van dergelijke storingen wordt bepaald door de betrouwbaarheidsindicatoren: MTBF, waarschijnlijkheid van probleemloze werking, duurzaamheid, enz.

Laten we de relatie tussen enkele van de bovenstaande concepten illustreren.

Voorbeeld 6. MTBF en levensduur

«Soms valt een nieuwe installatie direct uit of werkt slecht. Neem in dergelijke gevallen onmiddellijk de nodige maatregelen. Of eerst is alles in orde, dan verslechteren de prestaties en uiteindelijk treedt er een storing op: de elektrische installatie valt bijvoorbeeld na 3 maanden uit, hoewel de levensduur 16 jaar is. "...

Hier zijn twee kenmerken van betrouwbaarheid: MTBF (tijd tot eerste storing) en duurzaamheid (levensduur). In overeenstemming met het geaccepteerde systeem van concepten voor herstelbare producten, is MTBF altijd minder dan hun levensduur. Dus als MTBF is ingesteld voor een product van minder dan of gelijk aan 3 maanden, dan is het falen ervan natuurlijk. In hetzelfde geval, wanneer de vastgestelde MTBF langer is dan 3 maanden, kunnen we praten over de lage echte betrouwbaarheid van dit product.

Anders ligt het bij niet-repareerbare producten, waarbij de MTBF altijd niet minder moet zijn dan hun levensduur. Het uitvallen van een niet-repareerbaar product met een levensduur van 16 jaar na 3 maanden gebruik is dus abnormaal.

Er moet echter aan worden herinnerd dat alle betrouwbaarheidsindicatoren willekeurige waarden karakteriseren, en daarom kan het voortijdig falen van een enkel product de betrouwbaarheid van andere producten van dit type redelijkerwijs niet beoordelen.

In voorbeeld 3 wordt het geval beschouwd waarin een defect in het product zich niet extern manifesteert. Hoe kom je achter de aanwezigheid van dit of een ander defect aan een bepaald product zonder te wachten op een storing, ongeval of andere ongewenste gevolgen?

Allereerst komt een defect aan een product tot uiting tijdens de aanpassing, het testen of tijdens een geplande preventieve inspectie op basis van tekenen die het feit van een schending van de werking of bruikbaarheid ervan kunnen vaststellen.

Op basis van deze karakters verwijst de werkelijke staat van het product naar een van de vier bovengenoemde staten (werkend, defect, effectief, niet werkend) of naar een grenstoestand waar het onpraktisch is om aanpassingen of reparatiewerkzaamheden uit te voeren en de product moet worden vervangen door een nieuw exemplaar.

De bovengenoemde tekens worden meestal defectcriteria genoemd en zijn vastgelegd in de productdocumentatie in de vorm van een lijst met parameters of kenmerken met een indicatie van de toegestane limieten van hun verandering - toleranties.

Oleg Zakharov "Defect zoeken in circuits van relaisschakelaars"

Vervolg van het artikel:

Foutzoeken in circuits van relais-magneetschakelaars. Deel 2