快連接式電磁繼電器結構可靠性的研究與改進

作者/ 熊克勇  格力電器(合肥)有限公司(安徽 合肥 230088)

摘要：本文結合家電產品應用的快連接式電磁繼電器，采用解剖、模擬、對比等分析方法，對釋放電壓偏低的電磁繼電器進行失效原因分析。結果表明，快連接插片受到外力沖擊變形，使快連接插片與基座鉚接點固定柱受到破壞，繼電器靜簧片向動簧片反方向移動，GAP(觸點間隙)變大，FOLLOW(超行程)變小，導致釋放電壓低。通過對快連接式繼電器的研究，提出兩種改善方案：1)在快連接式插片根部增加擋塊;2)在快連接片的靜簧片上增加擋釘，可提高快連接式繼電器的結構強度，提高其使用可靠性。

引言

　　電磁繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(即輸入回路)和被控制系統(即輸出回路)，是一種當輸入量(電、磁、聲、光、熱)達到一定值時，輸出量將發生階躍式變化，通常應用于自動控制電路中。它實際上是用較小的電流、較低的電壓去控制較大的電流、較高的電壓的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用^[1]。

　　根據安裝方式的不同，電磁繼電器可分為五種，分別為PCB直插式(THT)、表面貼裝式(SMT)、插入式、快連接式(QC)和螺釘式，本文通過失效案例分析，主要針對快連接式電磁繼電器結構可靠性進行研究，并提出改善方案。

1 快連接式繼電器失效案例分析

1.1 失效案例

　　根據售后反饋的一臺空調自動開機故障，空調上電后，在未開機的狀態下，壓機自動轉，更換內機主板，空調使用正常。經回訪反饋，為用戶剛安裝，電源插頭接通220V電源，內機就自動開機工作，調換制熱制冷模式正常工作，唯一故障是通電后自動開啟無法關機。

1.2 失效分析

1.2.1 故障原因初步判定

　　取回內機主板多次上電測試，主板均可正常工作，壓縮機繼電器吸合正常，但繼電器吸合和斷開聲音與正常品有差異，斷電后繼電器斷開時間較長。測試繼電器電氣參數，發現釋放電壓偏小，根據技術圖紙要求，繼電器吸合電壓不大于9V，釋放電壓不小于1.2V，測試對比，正常品釋放電壓在2V左右，故障品則為0.8V，釋放電壓不合格^[2]。

1.2.2 故障誘因分析

　　對故障繼電器進行外觀檢查，發現繼電器快連接插片變形(向內側傾斜)，解剖后在放大鏡下進行內部檢查(如圖1)，發現故障件內部快連接插片折彎處與基座之間間隙較大，固定鉚接點與快連接插片結合位置松動。

1.2.3 分析與結論

　　通過分析，確認導致空調整機異常的主要原因為繼電器電氣參數不合格，釋放電壓低于產品設計要求。而導致電氣參數不合格的原因為快連接插片受到外力沖擊變形，使快連接插片與基座鉚接點固定柱受到破壞，繼電器靜簧片向動簧片反方向移動，GAP(簧片間隙)變大，FOLLOW(超行程)變小，導致釋放電壓低。

2 失效故障模擬

2.1 同廠家故障模擬

　　根據對售后故障件的分析，可以確定故障品由于快連接插片受外力作用，導致繼電器靜簧片向動簧片反方向移動，使GAP變大，FOLLOW變小，釋放電壓低。故通過實驗模擬的方法，確定正常品是否同樣會出現此類情況。

　　模擬實驗方法：選取與售后相同廠家的繼電器，根據生產操作過程中可能存在推動繼電器快連接插片的情況，模擬快連接插片受力，掰動插片傾斜成45°，測試實驗前后繼電器釋放電壓的變化。

　　樣品選取：篩選初始釋放電壓較低的繼電器進行試驗模擬。測試數據如表2所示。