测量与测试系统
用于继电器与接触器的 MagHyst® 技术
继电器和接触器传统上一直被视为纯粹的开关装置。然而,人们往往忽略了一个重要特性:由于其磁路结构,每一个电磁执行器都天然具备内在的传感能力。这些特性可用于高精度地确定位置、力以及整个系统的状态。
这正是 MagHyst® 技术所释放的潜力所在。
通过分析执行器的电磁特征,继电器或接触器本身即可成为传感器。无需额外传感器,便可持续监测整个系统的状态、质量以及老化行为。
由于继电器和接触器通常采用封闭式或完全密封式结构,因此传统的位置、位移或力传感器往往在技术上难以实现,或在经济上缺乏可行性。因此,将现有励磁线圈作为集成传感器加以利用,能够带来显著的技术优势。
无传感器实时状态监测
几乎所有发生在继电器或接触器电气、磁性或机械子系统中的故障,都会影响系统的磁化特性,因此都能够被测量和识别。
这适用于以下各个阶段:
- 研发阶段
- 制造阶段
- 终检测试(End-of-Line Testing)
- 耐久性与寿命测试
- 整个使用寿命期间的实际运行过程
实践经验表明,大多数故障来源于机械子系统。磨损、摩擦、弹簧疲劳、尺寸偏差以及触点机构变化通常是逐渐形成的,并且会在较长时间内不被发现。
借助 MagHyst®,每一次开关动作同时也是一次诊断循环。因此,可以在故障导致功能失效之前很早地识别潜在问题。
覆盖整个产品生命周期的优势
研发阶段
- 分析电磁与机械之间的相互作用
- 优化磁路和执行器系统
- 快速进行功能偏差的根因分析
- 缩短开发周期
生产阶段
- 100% 在线检测
- 支持零缺陷制造战略
- 即时发现生产偏差
- 减少废品和返工
- 实现根因分析,而不仅仅是简单的合格/不合格判定
测试实验室
- 耐久性和寿命测试
- 环境试验箱测试
- 老化效应分析
- 故障调查和客户投诉分析
- 新设计验证
现场应用
- 持续状态监测
- 预测性维护
- 关键变化的早期识别
- 提高系统可用性
- 提升功能安全性
开关技术的演进
传统内燃机依赖大量电磁阀和压力控制阀,而现代电驱动系统则越来越以继电器和接触器为核心。
在电动汽车中,液压功能的数量持续减少,而高性能电气开关装置的数量则不断增加。同时,对于安全性、可靠性和诊断能力不断提高的要求,也推动了智能状态监测解决方案的需求增长。
因此,MagHyst® 在电磁阀、燃油喷射器、制动器和离合器等应用中积累的经验,可以直接应用于继电器和接触器领域。
能够检测哪些故障?
原则上,所有直接或间接影响衔铁位置、磁力或运动动态特性的故障都能够被检测出来。
电气子系统
- 匝间短路
- 电阻变化
- 电感变化
- 电气接触问题
- 线圈老化效应
磁性子系统
- 软磁材料质量波动
- 机械加工产生的影响
- 热处理工艺产生的影响
- 永磁体性能变化
- 不同批次材料之间的差异
- 涡流损耗
- 磁化特性偏差
机械子系统——位置相关
- 衔铁初始位置
- 衔铁终止位置
- 触点间隙
- 超程量
- 总行程
- 衔铁运动轨迹
机械子系统——力相关
- 磁力
- 触点压力
- 弹簧预紧力
- 弹簧刚度
- 力滞后效应
- 摩擦
- 衔铁卡滞
- 衔铁反弹
动态特性
- 开关时间
- 吸合与释放特性
- 开关电流
- 开关电压
- 动态磁力
- 动态衔铁位置
继电器和接触器如同黑箱——MagHyst® 让其变得透明
传统测试方法主要评估触点系统的行为,其结果通常仅限于简单的“通过(Pass)”或“失败(Fail)”判定。
故障的真正根本原因仍然隐藏在系统内部,往往只能通过耗时的拆解和实验室分析才能确定。
MagHyst® 采用了完全不同的方法。
该技术并非仅评估开关动作的结果,而是分析整个系统的电磁特征。这样不仅能够直接识别故障原因,还能够更快速地定位生产、装配或材料相关的问题。
原本的“黑箱”系统因此转变为一个透明且可诊断的系统。
不受温度和供电电压影响
MagHyst® 技术的一个关键优势在于,测量结果能够独立于线圈温度和供电电压进行评估。
这些参数在实际应用中往往会发生显著波动。无论是在环境试验箱中的耐久测试、工业运行环境还是车辆应用中,即使在极端条件下,该诊断能力依然保持可靠。
典型运行条件包括:
- 温度范围从 −40 °C 至 +120 °C
- 显著的供电电压波动
- 不同的负载工况
- 长期老化过程
从继电器到智能继电器
MagHyst® 技术使电磁开关装置迈向下一代发展阶段。
通过将现有执行器作为集成传感器加以利用,可以实现具备内置状态诊断功能的智能组件。
传统继电器将升级为:
智能继电器(Smart Relay)
传统接触器将升级为:
智能接触器(Smart Contactor)
这使得老化效应、磨损以及关键状态变化能够被提前发现,而无需额外传感器、无需修改设计结构,也无需增加安装空间。
对于制造商而言,这意味着更高的产品质量以及更低的故障成本。
对于运营商而言,则意味着更高的系统可用性、更好的安全性以及实施预测性维护策略的能力。
MagHyst® 将每一次开关动作转变为一次诊断事件,并使每一个继电器或接触器都成为能够提供自身状态信息的智能信息源。