机载电子设备中电磁继电器失效原因分析

国营长虹机械厂 秦彦君

机载电子设备中电磁继电器失效原因分析

国营长虹机械厂 秦彦君

机载电子设备中的电子元器件直接关系到电子设备的应用效果，其中，电磁继电器尤为重要，一旦出现了故障就会彻底影响到电子设备的正常工作，因此，要定期进行检查维修，如果发现失效问题务必及时解决。本文试分析机载电子设备中电磁继电器失效的原因，旨在为处理电磁继电器故障时能够对症下药、有的放矢提供理论支持。

机载电子设备；电磁继电器；失效原因

0 前言

随着现代化进程的日益加快，我国在科技领域的发展呈现了日新月异的态势，正因如此，我国的航空事业日渐蓬勃，有了更加完善的设备与措施。机载电子设备的应用让飞机具有更加精准航行的性能，保障了飞机航行的安全性，甚至能够实现空中警戒、侦察、控制武器等作用，因此具有十分深远的现实意义。而机载电子设备中的电子元器件直接影响到电子设备的正常工作，一旦出现故障，将会带来极其严重的后果，所以要定期进行检查维修。这其中，电磁继电器作为机载电子设备的重要电子元器件，其失效问题应引起维修人员的高度重视，并在掌握失效原因的基础上及时加以解决。只有这样，才能保障设备的性能良好、工作正常，保障航行的安全与稳定。

1 电磁继电器的工作原理

电磁继电器是一种电子控制器件，具有控制系统的作用，通常应用于自动控制电路的工作中，简单来说，即用一种较小的电流，较低的电压去对较大的电流、较高的电压进行控制，这样能够保障电路使用的安全性。在电子科学技术日益发展的今天，电磁继电器作为重要的电子元器件，已经被越来越广泛地应用于航空航天领域。

“电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点、簧片等组成的。”[1]当在线圈的两端加上一定电压，就会形成一股电流，从线圈中直接流过，电磁效应由此产生，而衔铁正是在电磁效应所具有的电磁力吸引作用下不断向铁芯靠拢，在克服弹簧拉力的过程中带动了动、静触点，而当线圈所经受的电压切断后，一切又将反作用，继而实现了动、静触点的吸合，而这种开合，正是控制电路的根本原理。

2 电磁继电器的主要失效原因分析

电磁继电器对于机载电子设备的正常工作具有直接影响作用，因此，其有效性必须受到工作人员的重视与关注，一旦出现了问题，将会导致机载电子设备瘫痪失灵，从而给飞机航行安全带来不确定性。分析电磁继电器的失效原因，对航空领域而言，将具有十分重要的价值和意义。通常情况下，电磁继电器的失效模式有接触不良、触点抖动、线圈短路或断路、密封漏气等，造成这些问题的主要原因有以下几种。

2.1 生产质量较低、生产工艺不足

电磁继电器主要由线圈、簧片、铁芯、触点、衔铁组成，这些小零件的质量与工艺将直接关系到电磁继电器的应用性能。由于电磁继电器在实际应用过程中会受到机械施压、元器件间的碰撞等力的作用，如果各部件的质量较低、工艺较差，将会导致其出现严重变形，继而失效。另一方面，如果在生产及检测过程中不够严格，没有进行全面筛选或彻底清洁残留物，都会使其在后期应用中失灵失效。例如安装耳不平，在受到扭曲应力时就会变形，造成触点抖动的失效模式。

2.2 尘埃等杂物污染、老化损坏

电磁继电器在长期的应用过程中势必会出现老化损坏、杂物污染等情况，这些情况都会导致电磁继电器的失效。如果尘埃等多余的污染物夹杂在触点表面，或是长时间的摩擦导致触电的表面生成了摩擦聚合物，这都会影响触点的接触，造成接触电阻过大，触点断开的现象。另一方面，线圈长期的磨损和消耗，或是由于电压过大造成的线圈过热老化，都会导致线圈出现断路的问题，以致影响电流产生电磁力，使得整个电磁继电器失效。

2.3 电压不稳、电流过大

电磁继电器中的各部件需要长时间在大电流的情况下进行工作，而应用电流过大会给内部各部件，尤其线圈造成严重的影响，使其长期受热，最终出现熔断现象，造成断路，因此，电磁继电器应处于一个合理的、固定的电流电压状态，切忌出现电压不稳、电流过大的情况，一旦电压不稳、电流过大，那么内部部件将提早结束使用寿命，出现耗损情况。

2.4 密封失效

“密封失效的原因主要有两类，一是封装工艺不合格导致的密封失效；二是玻璃绝缘子破裂导致的密封失效。”[2]如果是玻璃绝缘子的破裂导致密封失效，那么玻璃绝缘子内部会受到污染，可能会造成耐电压击穿或绝缘下降等情况。密封失效后，便会使得大量的外部杂质进入电磁继电器的部件内部，造成失效。

2.5 外界温度的影响

“电磁继电器是一种电子控制器件，属于机电类元件。”[3]因此，其有效性会受到外界环境的干扰与影响，尤其是外界温度，将直接关系到电磁继电器各部件的有效性。例如，在热、冷应力作用下，电磁继电器的内部焊缝将出现耗损漏气，绝缘子也可能会出现漏气情况。再如，当继电器过冷时，触点的表面将出现凝结情况，导致触点的灵敏度下降，久而久之触点失灵而使得电磁继电器失效。

3 结论

“航天电磁继电器是实现信号传递、负载切换、电路保护与控制等功能的关键机电元件”[4]，为了促进我国航天事业的发展，就要不断提高机载电子设备的质量，保障其所具有的功能性。作为机载电子设备中必不可少、至关重要的部件，电磁继电器的有效性需要得到关注与重视。一旦电磁继电器出现问题，导致失效，就会给机载电子设备带来严重的负面影响。为了尽最大程度地减少电磁继电器的失效情况，就必须探究电磁继电器的失效原因，力求做到对症下药、有的放矢，有效地“提高故障分析的精准性，在明确继电器失效机理类型后，能更好地对失效问题采取具有针对性的控制措施。”[5]只有这样，才能为航空事业发展作出贡献、奠定基础。

[1]赵燕．机载电子设备中电磁继电器失效机理和失效分析[J]．电子技术与软件工程,2016(01):256．

[2]黄姣英,胡振益,高成,武荣荣．军用电磁继电器失效分析研究[J]．现代电子技术,2013,30(10):131-135+138．

[3]宋好强,韦祥杨．电信设备用电磁继电器的失效分析研究[J]．电子产品可靠性与环境试验,2014(04)．

[4]王召斌．航天电磁继电器贮存可靠性退化试验与评价方法的研究[D]．哈尔滨工业大学,2013．

[5]杨少勇．研究电磁继电器接触失效机理判别方法[J]．电力讯息,2017(04):123-124．