易卖工控网10月10日讯,根据汽车上负载的特点和类型,用于
汽车继电器中的触点材料必须具有以下的特点:
(1)良好的导电性和导热性。这是对触点材料的基本要求,材料本身要具有低而稳定的电阻,同时在工作一段时间后,要保证接触电阻不会急剧增大,温度不会升高太多。
(2)耐电磨损。承受的电流密度较大,触点材料必须要能经受强电弧的侵蚀,保证有足够的使用寿命。
(3)抗熔焊能力强。在汽车继电器使用过程中,如灯负载和电机负载等往往还存在着大的浪涌电流,极易造成触点熔焊或剧烈烧损,触点材料在选择材料成分和结构时要充分考虑到这一点。
(4)良好的机械加工性。触点材料要加工成各种形状,特别是大量的铆钉型触点,因此触点材料应具有高强度并兼顾很好的塑性。根据以上的分析,有以下三种触点材料常用于汽车继电器上。
第1种触点材料:AgNi0.15
AgNi0.15的材料是由第一组分(金属Ag)和第二组分(Ni)混合形成的粉末金属复合材料,其中Ni的含量为0.15%,性能接近于纯银,俗称“细晶银”,材料的物理质地软,材料塑性和延展性好,制成的触点接触电阻比较小,在高浪涌电流负载的条件下容易发生触点粘接现象。
第2种触点材料:AgSnO2
AgSnO2也是一种合金材料,是由第一组分(金属Ag)和第二组分(氧化物SnO2)混合形成的粉末金属复合材料,其中第一组分金属银具有良好的导电性、抗氧化性、抗氮化性。第二组分SnO2决定电弧的开断性能,其很高的熔化和分解温度使Ag-SnO2在电弧的高温作用下不易分解。
这种材料的作用机理有两个:一是氧化物的分解和升华中消耗了大量电弧输入触点的能量,使得触点冷却;二是金属氧化物在触点表面熔池中以颗粒形式存在,增加了熔融态金属的粘性,有助于降低因液态喷溅发生的损耗。三是SnO2粒子增大了Ag熔池的粘度使熔化的银不易喷射,电弧侵蚀小。四是SnO2具有的脆性使Ag-SnO2的抗熔焊性很好,且抗熔焊稳定性很高。
第3种触点材料:AgSnO2In2O3
人们在多年AgSnO2材料的负载应用开发中了解到AgSnO2触点材料具有以下的不足:
在电弧多次作用下,SnO2成分富集于触点表面引起接触电阻增大,温升较高。严重影响了电气使用性能,这也是导致AgSnO2材料在运行过程中尤其是通断操作次数很高时,温升比较高的原因。通过添加特定的添加剂,可有效地降低通断操作过程中AgSnO2触点材料的温升。
有研究认为,SnO2具有较高的热稳定性,在高温下比CdO、ZnO更不易分解,AgSnO2触点材料在一定的负荷下,经多次通断操作后,触点表面不断形成非导电的SnO2渣层,使接触电阻升高。
形成非导电的SnO2渣层的原因是Ag对SnO2颗粒的润湿性差,当融化时SnO2颗粒聚集,而Ag在电弧作用下发生喷溅逐渐减少,最后在触点材料表面出现了SnO2渣层AgSnO2In2O3在AgSnO2的基础上添加了In2O3成分,材料的物理质地更硬,材料塑性和延展性差,制成的触点接触电阻比较大,但是在电寿命实验中,材料表现出来的优良的抗转移性能。
试验验证
汽车负载的继电器触点材料选择必须根据负载的特点和触点材料的性能进行匹配选择,对于这个问题,很多资料根据材料的特性和负载的特点给出了一些指导,本文拟通过具体试验来阐述这个问题。
试验的载体为一种汽车继电器,型号称为HFKC,这种继电器的特点是结构性能比较稳定,选择做实验的继电器样品使用同批的零件,在同样的制造条件下按同样的制造参数制造出来,基本上可以保证继电器的性能散差很小。不同触点材料的继电器分批情况如下:
安排进行的试验主要用到的设备如下。
1、阻性电寿命试验
1a、实验条件
环境温度:23℃,激励电压:13.5VDC,触点负载为20A,实验频率:2s通,2s断。
试验线路图:见图3,实验负载只接继电器的常开负载端。
2、灯负载电寿命试验
1a、实验条件
环境温度:23℃,激励电压:13.5VDC,触点负载为147W,实验频率:1s通,6s断。
试验线路图:见图3,实验负载只接继电器的常开负载端。
3、感性负载电寿命试验
1a、实验条件
环境温度:23℃,激励电压:13.5VDC,触点负载为模拟电机负载,冲击25A,温态5A,
试验线路图:见图5,实验频率见图6。
4、结果概述
上述所提到的三种触点材料,AgNi0.15,AgSnO2,AgSnO2In2O3在不同的负载条件阻性、灯和电机负载下表现各不相同,在阻性负载条件下,AgNi0.15因其较小的接触电阻,在阻性负载通电时发热较小,表现最好,在灯负载的条件,AgSnO2In2O3因其良好抗触点粘接性能,有最好的表现,在电机负载的条件下,AgSnO2,AgSnO2In2O3都能达到较高的电寿命的要求,但是AgSnO2In2O3有较高的接触电阻,同时因为In材料比较贵,所以在电机负载的条件下,推荐使用AgSnO2继电器触点材料。
结论
根据上文论述的接触材料理论和具体实验情况,在实际的工程应用上可以大概有对应负载的触点材料的使用范围,满足实际的产品使用要求,下表就是实际工程应用上各种负载推荐使用的继电器触点材料,继电器的使用客户也可以按下表的要求来选择使用继电器型号。
以上的表格工程上适用性较好,但是在实际的产品应用当中,由于具体应用条件的限制,还必须进一步的进行研究,如在一些比较特殊的应用场合,要对负载对应的触点材料重新进行考虑,如汽车灯负载中的闪光灯负载,单用AgSnO2In2O3可能也会有问题,如接触电阻较大,造成产品失效,要选择合适的触点材料与其配对使用;电机负载中的大电机负载,也可以考虑根据负载的实际情况选择AgSnO2In2O3触点材料。
因此,建议汽车继电器触点材料的选择在把握以上大的原则后,最好还必须通过具体的试验来验证选用的继电器触点材料的是否合理。以上就是关于汽车对应
继电器使用触点材料的设计的相关内容介绍,更多
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