微型航天电磁继电器抗浪涌性能优化方法

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QINSHAOKUN1988
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近些年,以TO-5系列为代表的微小型继电器由于其具有质量轻、体积小及能耗低等特点,被广泛应用于人造卫星、导弹、飞机等设备中。在实际工况条件下,触点所接入的负载回路通常为容性负载,当触点闭合接通负载时,会产生瞬态冲击电流导致继电器熔焊失效。本文首先对继电器在浪涌电流负载下的失效模式进行研究,确定容性负载下继电器的失效模式,然后通过特征筛选找到与抗浪涌电流性能强相关参数,基于虚拟样机对继电器参数进行优化并测试,最后从装配工艺的角度提出抗浪涌电流性能的一致性的提升措施。首先设计并搭建了浪涌电流发生电路,得到脉宽与幅值符合课题所需标准的浪涌电流;对继电器抗浪涌电流性能进行测试;记录并分析每只产品的失效情况,确定失效模式,分析了超程与吸反力对抗浪涌电流性能的影响。基于正交试验找到了最优的吸反力参数组合。其次,根据失效模式分析,确定了特征参数并对特征参数进行测量用于特征筛选研究。基于最大互信息系数法、递归特征消除法及平均影响值算法对特征参数进行了相关性排序。为了确定与继电器抗浪涌电流性能相关性最强的特征组合,根据模型对继电器抗浪涌电流寿命预测的准确度从神经网络模型中确定自适应遗传算法优化的神经网络适合作为特征打分模型,最后将以上筛选方法得到的特征组合作为打分模型的输入,根据寿命预测结果确定相关性最强的特征组合,并对筛选结果进行理论分析。然后,根据特征筛选的结果定位继电器需要优化的方向为:首先需要提升动簧片闭合速度从而减少击穿燃弧发生的机率,然后减少动触点闭合后的单次最长弹跳时间减少弹跳燃弧发生的可能。所以建立虚拟样机对电磁系统进行优化设计使其电磁吸力进行提升从而增加动簧片的运动速度,然后建立接触系统的仿真模型,对动簧片弹跳性能进行分析,确定减小弹跳的优化方法。最后基于优化方法装配样机进行试验验证。最后,从装配工艺的角度提出抗浪涌电流性能的一致性的提升措施。基于特征筛选研究确定了导致抗浪涌电流性能差的工艺参数,对每个工艺参数进行实验分析确定其对浪涌性能的影响并对其进行把控,验证了装配工艺控制的有效性。最后根据闭合燃弧及最长弹跳时间规律对继电器进行筛选,验证了筛选与工艺控制方案的有效性。
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