电连接器接触件热插拔特性的实验研究

发布时间：2020-08-06 09:38

【摘要】：电连接器作为最基础的机电元件,在电气与电子工程领域具有不可或缺的作用。因国防、银行、高铁、网络服务等模块化机电系统的功能需求,具备热插拔能力的电连接器已成为当前的研发重点和难点。本文通过开发电连接器热插拔模拟实验系统,以扁平型电连接器为示范,系统地研究了接触件机械插拔特性和热插拔特性的退化过程与物理机制。首先,设计了电连接器热插拔模拟实验系统。设计了三维调整机构实现插片与插孔三维精准定位;以电动滑台的方式实现接触件自动插拔过程的模拟;设计了信号调理电路实现了插拔力和电参数的动态测量,并配合激光位移传感器和工业相机进行插孔形变量和插片形貌的观测;基于LabVIEW软件,以G语言为基础开发了上位机测控程序,实现了插拔过程中的燃弧能量、燃弧时间、插拔力和接触电阻等敏感参数的提取、统计和分析。其次,对接触件单次插拔过程中插拔力、接触电阻和插孔形变的典型波形进行分析,并建立了插拔特性的数学模型。进一步地研究了插拔速度和竖直偏移量对插拔特性的影响。开展接触件机械插拔特性退化实验,研究了插拔力和接触电阻的退化过程,重点分析了插片绝缘与金属部分插拔力的退化机理。最后,实验研究了电连接器接触件的热插拔特性,结合插片插入和拔出插孔过程中电流、电压和插拔力的动态波形,确定插拔状态下的燃弧机理。进一步地比较了电负载对燃弧现象的影响,通过开展接触件热插拔耐久性实验,分析了插拔力、燃弧能量、燃弧时间和接触电阻的退化过程,确定接触件的失效机理。本研究可为电连接器接触件电接触性能的评价分析提供实验手段,对于电源电连接器结构优化和接触失效分析亦具有实用价值。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM503.5
【图文】：

图 2-3 电连接器热插拔模拟实验系统机械结构三维效果图3.1 电动滑台及监测机构电动滑台（如表 2-1）能够实现频繁的往复直线运动，动作响应时间短，度快，加速度大，位移距离长，能够满足所要模拟的电连接器的要求；采精度高性能激光位移传感器（如表 2-2）应用三角测量原理，实时补偿被测差异性，对接触件插拔过程中的插孔形变量进行监测，其采样频率 20kHz， 0~2mm，测量精度 30nm；采用 1600 万像素工业相机（如表 2-3）对接触过程表面形貌进行监测，通过水平和竖直方向对像元数（像元尺寸 1.34×1.34测量与计算，保证同轴度以及观察接触件表面形貌的变化。表 2-1 电动滑台特性参数特性参数 电动滑台运动行程 30mm最大插入/拔出加速度 2mm/s2插入/拔出速度 1.9mm/s~100mm/s最大插入/拔出力 30N

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本文编号：2782186