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汽车继电器触点瞬态接触传热特性数值模拟分析
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王燕兵赖雅丽
摘要：继电器是车辆电器控制的重要控制元器件，其工作环境是瞬间大电流通过周期性闭合的触点，由于接触触点间接触电阻在闭合瞬间大电流的作用下产生焦耳热，导致触点极易发生熔焊的可能，严重影响继电器的使用性能，危害行车安全，据统计触点部分的故障率占到继电器故障率的90%以上。揭示汽车继电器触点瞬态接触传热特性，对改善继电器触点触点熔焊故障具有重要的现实意。本文采用分型接触理论建立接触电阻模型，综合考虑触点间接触力、接触面积及材料的比热容、导热系数等，建立了继电器触点闭合瞬间大电流作用下的有限元模型，模拟计算触点间的瞬态热场分布，为改善继电器触头熔焊现象提供理论支撑。
关键词：继电器接触电阻瞬态接触传热特性
NumericalSimulationAnalysisofTransientContactHeatTransferCharacteristicsofAutomobileRelayContacts
WangYanbingLaiYali
Abstract：Relayisanimportantcontrolcomponentforvehicleelectricalcontrol.Itsworkingenvironmentisthatinstantaneoushighcurrentpassesthroughperiodicallyclosedcontacts.ThecontactresistancebetweenthecontactsgeneratesJouleheatundertheactionoftheinstantaneoushighcurrentclosing，resultingincontacts.Thepossibilityofweldingisextremelypronetoseriouslyaffecttheperformanceoftherelayandendangerdrivingsafety.Accordingtostatistics，thefailurerateofthecontactpartaccountsformorethan90%ofthefailurerateoftherelay.Revealingthetransientcontactheattransfercharacteristicsofautomotiverelaycontactshasimportantpracticalsignificanceforimprovingtheweldingfailureofrelaycontacts.Thispaperadoptsthesub-typecontacttheorytoestablishacontactresistancemodel，comprehensivelyconsidersthecontactforcebetweenthecontacts，thecontactarea，thespecificheatcapacityandthermalconductivityofthematerial，etc.，establishesafiniteelementmodelundertheactionofalargecurrentwhentherelaycontactsareclosed，andsimulatesthecalculationofthecontacts.Thetransientthermalfielddistributionprovidestheoreticalsupportforimprovingtheweldingphenomenonofrelaycontacts.
Keywords：relay，contactresistance，transientcontact，heattransfercharacteristics
继电器广泛应用于大电流电器控制系统中。热设计是密封继电器中触点接触参数优化设计的关键参数，稳定的接触条件是降低触点接触面产热导致熔焊故障的关键，触点吸和分断进程中应尽量减少接触面间产热，使触点表面材料熔焊降低[1-2]。本文基于传热理论建立了触点电热耦合作用的数学模型着重分析继电器触点传热特性
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