基于虚拟双目视觉的电器电磁机构三维动态测试研究

对电器电磁机构进行准确的动态测试是电器优化设计的基础。由于电器电磁机构动态过程的复杂性及受研究方法、测试技术和条件的限制,过去对电器电磁机构动态特性的测试是二维的,而三维图像具有空间真实感,能够更全面、真实地反映电磁机构的动作过程,因此有必要对电磁机构进行三维动态测试。利用两面成一定角度的平面镜与1台高速摄像机相结合组成虚拟双目视觉测试系统,提出利用光学非接触式三维测试方法对电器电磁机构进行三维动态特性测试。采用虚拟双目视觉的原理,标定了高速摄像机的内部参数和外部参数,利用三维重建描绘出了磁保持继电器衔铁的三维动态特性曲线,通过3D测试验证了方法的可行性。提出的基于Image-Pro Plus图像处理的特征点检测和提取方法,极大地简化了立体匹配的约束条件和算法难度。

基于稳压管开关电路的混合式无弧交流接触器

在电容降压原理的基础上提出了一种基于稳压管开关电路的混合式无弧交流接触器的控制方案。进行了电路设计,阐述了工作原理,进行了试验验证。结果表明,该新型混合式交流接触器可以稳定地实现无弧接通和分断功能,整个电路简单、体积小、成本低、通用性强,能有效地提高交流接触器的工作可靠性和使用寿命。

基于单相机的电器电磁机构三维动态特性测试技术

将光学成像系统和高速摄像机相结合,提出了一种基于单相机的电器电磁机构三维动态特性测试技术。对镜面反射光路进行分析并设计了一套通用的电器电磁机构三维动态测试装置。以磁保持继电器为研究对象,对电磁机构进行三维动态测试,通过图像处理得到衔铁空间三维运动曲线。试验表明,该测试技术能够准确而全面地描述电磁机构的三维空间实际运动过程。

电磁机构三维动态特性测试及数据处理与分析

为寻求电器电磁机构动态过程的规律,提出一种单相机三维测试新方法,将单台高速摄像机和光学成像系统相结合,对电磁机构进行了三维动态特性测试,通过图像处理得到电磁机构三维动态特性曲线。对三维动态特性测试数据样本函数的最佳估计值和不确定度等重要特征量进行分析,研究了测试引起的不确定度与测试次数的关系,根据不确定度的变化趋势确定了样本容量。利用数理统计的方法对多组三维动态特性测试数据进行了处理,分析了电磁机构的三维动态特性。研究结果表明利用三维动态特性测试和数据处理方法,能够有效地分析电磁机构三维运动过程和机构运动分散性,为电器产品的优化设计和工艺改进提供依据。

磁保持继电器动作机构动态过程仿真分析和验证

利用多体动力学软件ADAMS建立磁保持继电器动作机构模型。采用有限元分析软件Ansys建立触头簧片模型,并对簧片反力进行有限元分析。结合ADAMS和Ansys软件在刚性体与柔性体仿真方面的各自优势,对磁保持继电器动作机构的动态特性进行仿真分析,并利用基于高速摄像机的测试装置及图像处理技术进行了验证。

基于ANSYS有限元法的接触系统电动力分析

继电器接触系统电动力主要由触头的HOLM力和导体的洛伦兹力组成。在冲击电流试验中,触头是否因电动力作用而斥开是考核电能表用磁保持继电器安全性和稳定性的重要标准。首先通过有限元法结构分析,计算动静触头的接触半径,再通过耦合场分析计算接触系统各部件的电流密度分布和磁场分布,进而求解出电动力。对不同触头压力和不同短路电流下的电动斥力进行了计算与分析,并研究了接触系统各部件对电动力的影响,为接触系统的改进提供基础。

混合式直流接触器斩波控制和激磁功率的计算

根据斩波原理对接触器的起动和吸持进行控制,实现节能运行。对混合式接触器的功率器件进行通/断时序控制,实现触头的无弧接通和分断。利用数值方法对交、直流运行下线圈的激磁功率进行计算,以确定直流激磁时温升是否在规定的范围内。试验和计算结果表明,方案可减少接触器直流运行时线圈的功率损耗,实现触头无弧通断功能,提高其寿命和可靠性。