探讨继电器线圈绕制工艺

探讨继电器线圈绕制工艺

作者：魏兰英

来源：《消费电子·理论版》2013年第11期

摘要：继电器线圈质量十分重要，线圈匝间短路后果是不可设想的，故其绕制工艺相当重要，要想法解决。

关键词：继电器；线圈；绕制工艺

中图分类号：TM58 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01

电磁继电器主要由接触系统、电磁系统及一些附属部分组成。其中电磁系统主要由线圈、衔铁和工作气隙等部分组成。线圈中加入电压或电流后，产生电磁场，衔铁在其作用下发生位移，继而推动触点切换。因此，线圈质量十分重要，有人把线圈比作继电器的心脏，

随着通信、电力继电保护、自动化等领域不断发展，继电器也逐步向高可靠、高灵敏度、超小型化方向发展，相应地对继电器线圈的要求也越来越高。所以，对其生产工艺提出了更高要求，即生产工艺要满足继电器设计的需要。

一、提高线圈质量，严防线圈匝间短路现象

线圈的作用是加入一定的激励后产生电磁吸力，根据推导

F吸=1.5386（IW）2Sδ·δ-2·10-1（N）其中IW为线圈安匝值（安匝）；Sδ为工作气隙的有效横截面积（mm2）；Sδ为工作气隙总长度（mm）。

从以上公式可以看出F吸∝（IW）2。现在我们来看看电磁继电器的特性曲线（如图1所示）。

可靠性较好的继电器，其吸力特性曲线与反力特性曲线必须很好匹配，这关系到电磁系统的工作效率和继电器工作稳定性。在吸合时，其F吸在衔铁运动的全过程中都大于作用在其上的机械反力，继电器的衔铁才能可靠地吸合，即在衔铁的全部行程上，吸力特性曲线必须处处低于反力特性曲线，衔铁才能可靠地释放。

只要继电器设计好了，其反力特性曲线也就基本固定了，其吸力特性曲线也定了，如果线圈发生匝间短路现象，其IW将变小，其吸力特性曲线将向下发生位移，其吸力特性与反力特性的配合将变得很糟，甚至不能工作，一旦继电器装入整机投入使用，其线圈发生了匝间短路，继电器将不可能按预定的设计思路进行工作，即该吸合时不吸合，该释放时不释放，其后果是不可设想的！因此，绕制好继电器线圈，首先要注意的是如何防止线圈匝间短路。

大部分情况下，继电器线圈使用的线径在0.66mm～0.1mm之间，近年来，继电器线圈线径在逐渐变小，一般可到0.02mm，由于漆包线线径太小，其漆层越来越薄，其抗电能力也越来越小，所以要对漆包线倍加呵护，做到：

1.选定具有质保体系的漆包线分承包方，只有这样，漆包线漆层才能稳定。

2.运输途中需要良好的外包装，要轻拿轻放，以防撞伤。

3.绕制继电器线圈时，要调整好绕线机张力器，现在绕线机排线一般改用滚轮，其滚轮走线比线槽走线的阻力小得多。这样有利于保护好漆包线漆层，而原来绕线机排线大部分采用的是线槽走线。

4.要强化操作人员的质量意思。虽然漆包线线径越来越小，但绕线机性能越来越好，其运行速度越来越快，有些操作人员为了抢进度、赶速度，不管绕制什么线圈，用什么线径，都在高速运行档运行，这样既不利于维护绕线机，也不利于保护漆包线，要么断线，要么短路，欲速则不达。一般情况下，绕线机的运行速度不宜超过10000r/min，线径较粗时，绕线机的运行速度应该降下来，否则容易损坏绕线机。线圈线径与绕线机转速应该较好配合，如图2所示。

5.漆包线库存时和继电器线圈周转中，一定要采取防潮措施，以防潮湿锈蚀。

二、继电器线圈的引出工艺

继电器线圈另外一个值得注意的地方是线圈引出线如何引出问题，目前，一些继电器生产厂家的继电器线圈引出线主要有以下集中工艺：

1.对于线径较粗的线圈（线径0.3～0.9mm），虽然其圈数少，但激励电流大，其IW仍能够达到继电器正常工作的电磁力，一般情况下，其漆包线可从线圈始末端正常引出，并不需要其它附加工艺.

2.对于线径较小的漆包线，由于漆层薄，且容易拉断，需要辅助工艺强化，有两种工艺：

（1）扭绞办法。其采用的是用漆包线自身数股扭绞在一起引出的办法，但必须注意，绕制线圈是必须压住已经绞了头的漆包线。

（2）可用锌白铜引线（φ0.25mm）焊接在漆包线上，然后借助于包扎绝缘层的办法来维持和提高其抗电强度。

由于该工艺焊接时易残留酸性物质或产生虚焊，加上工艺复杂、清洗困难、不易操作等特点，该工艺正逐渐被淘汰。

总之，采用扭绞工艺引出继电器线圈的办法，不破坏漆包线漆层，可不包扎绝缘层，因此其工艺越来越被广泛采用。

三、一体化设计线圈绕制工艺

通常情况下，继电器线圈架为空心的。空心线圈架绕制线圈相对比较容易，便于操作。因为空心线圈架很容易固定在绕线机夹具上。

随着继电器设计水平的不断提高，为了提高继电器磁效率、提高继电器装配质量和劳动生产率，继电器线圈架和铁芯采取了一体化设计，即线圈架完全固定在铁芯上，如图3所示。

要绕制一体化设计的线圈，需要特种绕线机，绕线机绕制夹具需从线圈架两端定位，绕制线圈才能稳定、可靠。该类型绕线机国内很少生产、使用，大部分是从国外进口，价格昂贵。而且这种绕制方式绕制效率低，一次只能绕制一个线圈。现在国内通常采用的是多头绕线机，如四头、五头等。为了开发在多头绕线机上绕制一体化设计线圈架的继电器线圈，我们经过反复研究，设计了较新颖的夹具，如图4所示。

该夹具设计思路是首先把线圈架铁芯固定于孔中，然后借助于螺钉的固定作用把线圈架压紧固定好，螺钉头部为半圆形。这样装、取线圈架都很方便，提高了工作效率和工作质量，一次可以绕制四个或五个线圈。

四、其他应该注意的问题

1.线圈架内壁应光滑无毛刺，否则绕制线圈时易挂线，给线圈漆包线加了一个不应该有的压力，经过热胀冷缩很容易断线，从而降低了继电器的可靠性，另外挂线也降低了继电器的抗电强度等。

2.线圈包扎不能太紧太厚，否则不利于继电器线圈散热，导致线圈温升而降低继电器电寿命。

3.大电压线圈或大电流线圈在对其进行漆包线选型时，一般宜选高强度漆包线。

4.线圈绕制时，排线应尽可能平整美观。

参考文献：

[1]电子元件专业技术培训教材编写组.继电器技术基础[M].北京：电子工业出版社，1984.

[作者简介]魏兰英（1973-），女，江西广昌人，南昌洪都无线电有限公司分厂厂长，助理工程师，研究方向：电子机电。