電磁リレーの構造解析と故障メカニズム ～リレーヨークの重要な役割を担う純鉄板部品を中心に～

リレーのヨーク メタル スケルトンは通常、高透磁率と低保磁力の軟磁性材料で作られています。現在、電気技師用純鉄ヨークは、次のような利点があるため、主流の選択肢となっています。

高い初透磁率 (μ 以上 3000 H/m) により、迅速な磁場の確立が容易になります。

高飽和磁気誘導 (Bs ≈ 2.1 T) で、強い電磁力に耐えることができます。

ヒステリシス損失が低いため、発熱が低減され、エネルギー効率が向上します。

一般的な構造では、リレー コイル ヨークは U{0}} 形または E- 形で、鉄心とアーマチュアとともに閉磁気回路を形成します。リレー ヨーク ネックの断面積は特に重要です。-小さすぎると磁気飽和しやすくなり、大きすぎると体積とコストが増加します。したがって、安定した性能を確保するには、正確なヨーク曲げプレート板金プレス技術が不可欠です。

さらに、リレー用ヨーク マウント キットには、位置決め穴、リベット留めボス、または溶接エッジが組み込まれていることが多く、自動組立時の正確な固定を確保し、位置ずれによる磁気回路の非対称性を回避します。

電磁リレーは成熟した構造を持っていますが、過酷な使用条件下では依然としてさまざまな故障が発生する可能性があります。業界データによると、主な障害は機能障害とパラメーター障害の 2 つのカテゴリに分類できます。

1. 機能障害

通電後にノーマルオープン接点が作動しない: 一般的な原因としては、コイルの断線 (エナメル線の断線、半田付け不良)、アーマチュアの詰まり (過剰な異物、スプリングの変形)、または磁気回路のインピーダンスが高すぎることが挙げられます。 Electrician Pure Iron Strip Stamped コイルには亀裂や酸化層が存在する場合もあります。

電源が遮断された後、通常開接点が解放されない-: これは多くの場合、接触溶着 (高電流アーク溶接)、リターン スプリングの故障、またはアーマチュアの異物の詰まりによって発生します。-

通常閉接点が開く：スプリングの折れ、ギャップ調整の不適切さ、または組み付け時の過度のストレスが原因です。

2. パラメータの失敗

接触抵抗の増加: 表面の汚れ、メッキの酸化、または磨耗の後に接触圧力が低下します。特に、誘導負荷を頻繁に切り替える場合に顕著です。

絶縁抵抗の低下: 絶縁体表面の汚染、銀イオンの移動（高湿度環境で）、またはヨークとハウジング間の沿面距離が不十分な場合、コイル-接触部の絶縁不良が発生する可能性があります。

リレーのヨーク金属部のバリや微小亀裂、残留応力は磁気特性を弱めるだけでなく、振動環境下では疲労破壊の原因となり、間接的に機能障害を引き起こす可能性がありますのでご注意ください。

上記の課題に対処するには、ハイエンド リレーの製造において次の側面での管理を強化する必要があります。{0}

材料の純度：酸素含有量が100％の電気純鉄を使用してください。<30 ppm to reduce the impact of non-metallic inclusions on magnetic properties.

プレス精度: マルチステーション順送ダイにより ±0.05mm の寸法公差を達成し、リレー ヨークの幾何学的一貫性を確保します。-

清潔管理：異物混入を防ぐため、組立前に超音波洗浄やクリーンルーム作業を行ってください。

磁気回路シミュレーション：有限要素解析（FEA）を用いて磁気ヨーク形状を最適化し、吸着力と消費電力のバランスをとりました。

環境適応設計: 航空宇宙-グレードの製品では、渦電流や腐食を抑制するためにリレー ヨーク プレートの表面がリン酸塩処理されるか、絶縁層でコーティングされることがよくあります。