當(dāng)接點斷開電感電路時,從理論上講,電感中電流突然中斷,電感兩端會產(chǎn)生反電動勢,由于這時電流變化率極大,故電感兩端將產(chǎn)生趨于無限大的反向電壓(實際上不可能無限大)。假設(shè)穩(wěn)態(tài)時電感線圈中存儲的磁場能量為W,當(dāng)觸點剛分開時電感中的磁場要繼續(xù)維持電流I的導(dǎo)通,這時I向C充電,當(dāng)超過擊穿電壓時產(chǎn)生電弧,電弧使電流保持導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)電弧被拉開到一定距離而熄滅時,觸點斷開。此時,電感線圈產(chǎn)生的自感電勢將繼續(xù)維持電流的導(dǎo)通,形成RLC串聯(lián)振蕩電路。若此電壓小于觸點間隙的擊穿電壓,電容C被繼續(xù)充電,電容兩端亦即線圈兩端便建立起越來越高的尖峰電壓,直到高于正在斷開的觸點間隙擊穿電壓時,觸點間隙再被擊穿,于是原來充電的電容C又通過電弧向直流母線反向充電。
隨著觸點間隙的繼續(xù)增大,又一次斷弧并再次重復(fù)上述充放電過程,放電電壓逐次升高,電容C的電壓高可達上萬伏。其脈沖功率足以損壞半導(dǎo)體器件,并且由于其中含有豐富的諧波分量,會干擾控制系統(tǒng)引起誤操作。
外部環(huán)境也是電磁制動器發(fā)生故障的重要因素。對于電感線圈,絕緣材料的選擇與防短路是關(guān)鍵,短路通常是絕緣損壞的結(jié)果。電感線圈的絕緣壽命試驗表明,振動對電磁制動器壽命的影響并不大,潮濕也不是主要影響因素(潮濕會緩慢改變繞組間的電阻率,從而縮短電磁制動器的壽命),而熱循環(huán)是降低壽命期望值主要的原因。
電感線圈失效模式及結(jié)果:
(1)振動影響:敏感性喪失、零件和引線斷裂。
(2)沖擊影響:引線斷裂、敏感性喪失。
(3)溫度影響:翹曲、熔化、不穩(wěn)定、介質(zhì)特性變化。
(4)濕度影響:電解、腐蝕。
(5)鹽霧影響:腐蝕、電解。