汽车继电器的构造和工作原理

发布时间:2024-08-15  

01 引 言

继电器是使用广泛的电器产品,若能对现场使用的继电器实现工作可靠性评估及失效预测,不仅能避免“纳伪”造成的系统故障,又能减少“弃真”带来的经济损失,具有重要经济意义。[1]其作为自动控制电路中的一种常用元器件,可以控制一组开关的通与断,或通过电信号进行控制,或是通过磁、声、光、热形式来控制,广泛应用在工业、电力、航空、汽车等行业电器的控制。在实车的性能测试中经常发生继电器失效导致的回路不能正常通断,从而造成电器功能的不正常。本文将通过汽车用继电器的选型、继电器的失效案例总结分析几种常见的失效模型,以期在车型的继电器使用中规避潜在的失效风险,提高整车电器的可靠性。


02 继电器的构造和工作原理

2.1继电器的构造:

继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、回位弹簧、触点等组成,具体结构如下图所示:

26ab35a4-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

2.2继电器工作原理:

当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流,线圈产生的磁通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路。在磁场的作用下,衔铁被吸向铁心极靴面,从而推动常闭触点断开,常开触点闭合;当线圈断电时,机械反力使衔铁回到初始位置,常开触点断开,常闭触点接通,如下图所示:

26bc56a4-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

03 继电器的选型原则

3.1 继电器分类

1)按装配方式分类:PCB板继电器,Plug in继电器;Plug in继电器又分为:ISO(Micro ISO,Mini ISO,Power mini ISO ),280(Ultra 280,Micro 280和Mini 280)

2)按触点结构分类:单刀单掷型(SPST)和单刀双掷型(SPDT),如下图所示:

26d041e6-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

SPST和SPDT继电器

3.2继电器选型

1)继电器电性能使用寿命选择

根据负载类型选择继电器,常规负载用电器要求继电器寿命在10万次以上,真空泵频繁启动的负载选用80万次电耐久的继电器。

2)继电器线圈端电压类型选择

继电器线圈电压有12VDC和24VDC两类,汽车继电器一般选择12VDC.

3)继电器触点形式选择

根据负载和原理设计情况选择,一般除雨刮继电器、电机正反转负载选择一组转换形式外,其他均选择一组常开形式。

4)继电器封装形式选择

继电器封装形式有塑封型(S)和防尘罩型,塑封型防水性能好,适合湿区选择,防尘罩型散热性能好。

5)继电器触点材料选择

继电器触点必须具备抗熔焊及耐电弧烧蚀,耐氧化等性能,触点材料依据不同的负载电流和耐久次数会添加其他微量金属元素,例如铟。

6)继电器开关端接通及断开电流大小选择

继电器负载有三种:阻性负载(后除霜,点烟器,常规负载);感性负载(鼓风机,油泵,电机);灯负载。根据用电器类型和电气性能选择,继电器接通及断开电流必须大于负载的启动峰值电流及工作电流,小电流小于0.3A 的负载需要使用特殊信号类继电器。

7)线圈功率

线圈功耗是考察控制端对继电器的能力,线圈控制引脚的电流能力要大于线圈功耗

注:宏发继电器型号如下图:

26e0a8e2-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

04 常见失效问题类型

继电器按照回路通断来进行分类,主要分为继电器长闭失效、继电器无法正常闭合失效和继电器闭合不导通,针对这三类进行介绍:

4.1继电器长闭失效:

主要为继电器触点粘连,即接入过电流、开关频率超过继电器额定开关频率、触点部位异常震动等情况都可能导致触点粘连。

4.2继电器无法正常闭合失效:

一般为继电器线圈端故障导致继电器无法吸合接通,失效的主要原因有过电压或超声波清洗导致的线圈断线、电压不符合继电器要求导致的吸合力不足。

4.3继电器闭合不导通失效:

主要发生的故障点在闭合触点因异常导致的不导通,异常点主要有:闭合接触点沾污、结构缺陷(间隙不合理、连接簧片断裂)、连接件铆接虚脱。

05 失效案例分析

5.1 触点粘连失效:

某试验车在高温耐久试验中发生车辆熄火后风扇长时间运转,通过诊断确认全车无故障码。

5.1.1故障原因分析:

经排查发现是高速风扇继电器输出端始终有电压,通过拆解发现继电器的动静触点因高温熔融,从而导致触点黏连失效。

26fdaf0a-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

5.2线圈断裂失效:

某试验车在跑耐久试验的过程中在使用空调功能时,发现空调不出风。

5.2.1故障原因分析:

经排查给鼓风机继电器线圈端模拟控制信号,继电器输出端无电压,怀疑继电器线圈端故障损坏。通过拆解发现继电器线圈漆包线受力后挤压断裂,线圈无法导通,导致继电器无法吸合 。

27185b8e-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

5.3继电器闭合不导通失效故障:

某车型在耐久路试过程中发现整车存在偶发不能起动或熄火的问题,经排查为电器盒中的油泵继电器无电压输出导致,具体入下图所示:

27367f42-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

5.3.1故障原因分析:

对故障继电器进行拆解,发现动触点存在沾污,通过能谱分析沾污主要成分含有Na (钠)、K(钾)元素,该元素导电率低,长期聚集在动触点导致无法接通,从而发生油泵继电器无法正常工作的问题。

2749ec80-eab5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

06 总 结

结合实车发生的继电器问题,通过问题现象分析发生问题的原因,最终将问题解决。因继电器会影响到整车的电器功能,需要明确继电器的构造、工作原理和失效模式,以期在汽车用继电器的选型中提供简单的指导,从而提升整车电器性能的可靠性。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    如何使用继电器实现直流电机的正反转?;一、继电器内部原理 继电器内部由线圈和触点两部分组成。 线圈断电时,公共与常闭触点连通(Normal Close);线圈通电时,公共与常开触点连通(Normal......
    服驱动器在伺服控制系统中的作用就是调节电机的转速,因此也是一个自动调速系统。 伺服驱动器工作原理图如下所示: 驱动器的核心主控板,驱动器由继电器板传递控制信号和检测信号,完成上图的双闭环控制,包括......
    PLC的基础知识(2023-03-07)
    -6(a)为继电器输出接口原理图,当PLC内部电路产生电流流经继电器KA线圈时,继电器常开触点KA闭合,负载有电流通过。 继电器输出接口可驱动交流或直流负载,但其响应时间长,动作频率低。 图3-6(b......
    电机软启动器内部原件是什么_电机软启动器怎么设置;  电机软启动器内部原件是什么   电机软启动器是一种电子设备,其内部包含多种电子元器件和控制部件,下面是常见的电机软启动器内部原件:   整流......
    不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的。因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别)。 (3) 继电器的内部组成及各个引脚的电路接法 图3.4.3 继电器内部电路图 图3.4.3 继电器......
    波导管、炉腔、波型搅拌器、炉门和控制部分等组成。 如下图,一种普及型微波炉电路。它由定时器、双重闭锁开关、炉门安全开关、烹调继电器和热继电器等组成。 微波炉工作电路原理图,如下图: 1一接地;2—电源......
    测量开短路(①和③、①和④均可),根据其光电耦合的特性,①脚、②脚、⑥脚、⑧脚4 个脚按照光耦特性OP测试,⑤脚和⑥脚按照电阻特性R 测试数值。 图14 固态继电器内部结构图 2.2.2 芯片 芯片......
    在电气控制中的应用。 图2-4 继电器未通电工作,灯泡熄灭(a)原理图 (b)实物图 图 2-5 继电器通电工作,灯泡点亮(a)原理图 (b)实物图 图 2-4:按钮未按下 → 继电器线圈不得电 → 继电器......
    (RTE24005F) Proteus仿真原理图: 仿真: 知识介绍: Proteus布线 为了让整个原理图看上去简洁明了,我们对元器件的导线进行标号,而不是直接和芯片相连。 继电器驱动电路原理......
    中的一些经验和技巧。 PLC输入与输出 一只小小的PLC灵活地控制着一个复杂系统,所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号,就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>