某型号电磁继电器合格率提升的改进措施

安虹铭，胡威威，马鸿斌，高冬冬

(贵州航天电器股份有限公司，贵阳，550009)

1 引言

电磁继电器是通过触点的接通或断开来控制电路的一种电子元件，其具有转换深度高、物理隔离性好等优点，被广泛的应用于自动控制系统、电力保护系统以及通信系统中，起控制、检测、保护和调节的作用，是国防尖端技术、先进的工业和民用设备不可或缺的基本元件之一。[1]其生产过程为了剔除早期隐患产品，筛选是有效的手段之一，其中，产品受外界激振力的影响，继电器内部运动部件产生振动会导致继电器触点抖动，即常闭触点自行断开或断开触点自行闭合，严重影响了产品的可靠性。[2]在筛选过程中产品失效比例过大，将会严重影响产品的合格率。本文针对影响某型号产品合格率的原因进行深入分析，并提出了磁钢内移的有效改进措施，经验证该型号产品的合格率显著提升。

2 现状及原因分析

2.1 现状

某型号电磁继电器是我公司自主研发的小型密封电磁继电器，采用平衡旋转式衔铁结构，复原机构为磁钢复原形式。该产品具有瞬态抑制功能，负载能力高达40A，具有体积小、负载能力强和环境指标优越的特点，目前市场需求量较大。统计了该型号电磁继电器过去一年内的合格率约为64.19%，相对生产现状来说仍处于较低水平，严重提高了生产成本。同时根据统计数据绘制了交收和筛选过程的剔除率见饼状图1。从图1可以明显看出，振动失效率为19.73%，机械噪音失效率为13.16%。由此可以得出，振动失效和机械噪音失效是影响该型号产品合格出率的主要因素。

图1 交收及筛选剔除率统计图

2.2 原因分析

(1)振动失效

通过收集实验后失效的产品进行统计，振动失效主要为常闭抖断失效。从振动常闭抖断失效品中随机抽取10只进行分析，分析具体步骤为：罩壳侧面开孔→固定衔铁→振动试验。罩壳侧面开孔的要求如图2所示，开孔后，在衔铁与磁路之间的缝隙处塞入填充物，并使用胶水固定，保证衔铁在振动时不晃动。随后将产品同失效前的筛选条件重新进行振动试验，结果这失效的10只产品均不再失效。试验结果表明，该型号继电器常闭抖断失效是由于衔铁在振动条件下发生晃动，导致推动球与动簧片触碰，最终引起常闭抖断失效。

图2 开孔图示

我们进一步对磁钢与衔铁接触部位处测量磁钢对衔铁的吸持力，发现两侧磁钢对衔铁的吸持力较小，由于该产品衔铁较重，在高频振动条件下磁钢吸持力不足以吸持衔铁，导致衔铁发生晃动，使推动球部位的晃动幅度超过自由行程，引起常闭触点抖断失效。

(2)机械噪音失效

该型号产品PIND检测主要表现为触点运动方向出现机械噪音失效，同样抽取10只失效品采取拆壳的方式，在磁路缝隙中充入填充物并用胶水固定，保证衔铁不转动，然后对其封壳进行PIND测试，机械噪音故障全部消失。结果表明，磁钢对衔铁吸持力不足，在PIND振动过程中衔铁发生晃动碰撞导致机械噪音失效。

3 改进措施及效果

根据上述原因分析和定位，可以从增加推动球自由行程和增大磁钢对衔铁吸持力两个方面解决振动常闭抖断失效和机械噪音失效问题。

3.1 增大自由行程

在产品磁路结构和参数不做任何更改的情况下，增大自由行程将需要更大的磁路间隙，从而会引起吸合电压增大，因此需要减小复原力来降低吸合电压值，进而引起更多的机械噪音失效现象，故增大自由行程措施不可实现问题的解决。

3.2 增大磁钢对衔铁吸持力

图3 改进前、后的电磁机构对比

通过磁钢位置改进后，在保证其他参数不变的情况下，按此结构共生产9个批次并统计了产品的合格率，其中振动常闭抖断失效降低至3.39%，机械噪音失效降低至1.11%，产品总体合格率达到77.76%，与改善之前相比较合格率得到了显著提升。

4 结论

本文通过对某型号电磁继电器合格率的影响因素进行统计分析，确定振动常闭抖断失效和机械噪音失效是限制合格率的主要因素，针对此问题进行分析并提出磁钢内移的改进措施，通过验证磁钢位置改进后不仅显著提升了该型号产品的合格率，而且也提升了产品的质量可靠性，希望本文可为其他类似结构的继电器提供借鉴。