基于Bayes推断的交流接触器剩余电寿命预测

针对交流接触器可靠性开展研究,首先分析交流接触器的电弧侵蚀机理,建立了计及电弧电压及电弧重燃影响的电弧侵蚀模型,根据该模型仿真得到的交流接触器性能退化特征参量变化过程与交流接触器的实际退化规律一致。分析不同工况下性能退化数据特征,提出了不同工况下先验信息的等效折算方法,解决了不同工况下的先验信息利用问题。建立了基于Bayes推断的交流接触器剩余电寿命预测模型,提高了剩余电寿命预测精度,实现了利用不同工况下性能退化数据对交流接触器进行剩余电寿命预测。在AC-4、AC-3两种工况下进行了交流接触器电寿命仿真分析及实验分析,相对误差均小于5.5%,验证了方法的准确性。

不同磁场条件下直流接触器电弧开断特性的仿真研究

直流接触器是实现分断、功率切换以及故障保护等功能的关键器件。文中以某直流接触器为例,建立了直流接触器氢气电弧特性仿真的二维磁流体动力学模型,该模型综合考虑了外部负载电路、触头运动以及非均匀外部磁场等因素对接触器电弧特性的影响,仿真研究了不同磁钢厚度下密闭式直流接触器内电弧开断过程中的电流电压变化曲线以及温度场分布。研究结果表明,在不同磁钢厚度的非均匀磁场作用下,450 V/400 A、充气压力为4 atm(1 atm=101 kPa)的直流接触器内部电弧的燃弧时间有所不同,并且随着磁钢厚度增大,磁场强度变强,燃弧时间缩短,磁钢厚度为5.5 mm时的燃弧时间最短。

基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法

从接触器失效机理出发,通过有限元和动力学仿真详细分析超程时间退化过程,进而提出一种基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法。建立基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测模型,设计并搭建接触器可靠性试验平台,并基于SJD-10048NK电磁接触器试验数据,分析预测接触器的剩余寿命,相对误差约为10%,验证了所提方法的有效性。结果表明所提方法能够对接触器寿命进行准确预测,对于接触器的可靠性状态评估及其维护管理具有重要指导意义。

基于多特征增强融合的交流接触器状态表征

准确掌握交流接触器的运行状态是实现交流接触器智能化的基础,为此提出了一种基于多特征增强融合的状态表征方法。首先针对交流接触器特征参数非线性、非平稳、随机变化、趋势性不明显但符合一定统计特性的特点,利用Wasserstein概率距离进行特征变换得到趋势性较强的初态特征;然后以多属性初态特征参数为驱动,考虑参数间强耦合的特点,利用自编码器神经网络进行特征压缩提取,剔除冗余信息,保留有用信息;在此基础上,以压缩提取特征为输入,通过自组织映射神经网络来实现多维特征的竞争性融合输出,得到交流接触器运行状态的综合健康指标,实现交流接触器状态的定量表征。最后,结合实测数据验证了所提方法的有效性,并与其他2种方法相比较,结果表明:所提方法得到的健康指标趋势性、单调性和鲁棒性相比其他2种方法分别至少提高了4%、24%和5%,研究可为下一步研究交流接触器的精准控制和智能化提供参考。

基于多物理场耦合的交流接触器动态特性研究

针对振动环境下交流接触器的动态特性研究,为深入分析其内部触头、铁芯等关键机构所受影响,设计了振动条件下交流接触器联合仿真模型。采用磁场与磁路相结合的电磁吸力计算方法,通过ADAMS与MATLAB/Simulink联合仿真实现机械-运动-电磁-电路等多种物理场耦合计算;仿真研究了不同振动条件对接触器关键机构吸合过程的动态特性影响;通过与试验结果对比验证了仿真模型的准确性。研究成果可为工作在风机、船舶等振动环境下的接触器动态性能评价提供依据。

栅片式直流接触器开断电弧过程中的重击穿现象及成因研究

为了探究直流接触器产品开断过程中电弧重击穿的物理机理,在考虑非均匀磁场分布的情况下建立磁流体动力学(MHD)模型,发现不同铜蒸气浓度下的2种电弧重击穿现象,即栅片间电弧重击穿和触头间电弧重击穿。触头间电弧重击穿会显著增加电弧燃弧时间,在实际应用中应尽量避免。电弧重击穿现象的发生与灭弧室内的气流漩涡和动静触头间的气体流速差有关。研究结果可为直流接触器灭弧室的设计提供理论指导和定量数据参考。

永磁体磁场作用下高压直流继电器电弧重燃的影响因素研究

电弧重燃是延长高压直流继电器开断时间的重要原因。为了研究灭弧室内电弧重燃特性,利用Comso1 Multiphysics软件仿真获得永磁体磁场,作为电弧仿真的基础条件,仿真分析磁场强度、开断速度、触头形状和气氛压力作用下电弧动态特性及电弧重燃的原因;设计4因素3水平正交试验,并结合仿真研究各因素对电弧重燃的影响程度。结果表明,电弧间隙的散热条件和电弧电压反施加于弧隙的电场强度是电弧重燃的重要原因;散热条件越差或电弧电压反施加的电场强度越高,越容易发生电弧重燃;4个因素对电弧重燃的影响程度依次为开断速度、气氛压力、触头形状和磁场强度。

大容量交流接触器电寿命提升仿真分析和试验研究

大容量交流接触器使用时负载电流大、功率因数小、电弧熄灭时能量大,对灭弧系统要求高。通过理论分析、高速摄影和电寿命试验等方法研究不同触头系统和灭弧系统的灭弧能力,为提升大容量交流接触器电寿命和使用可靠性提供参考。

交流接触器正确使用及常见故障维修方法的分析与研究

文章旨在分析与探究交流接触器的正确使用方法及常见故障的维修方法。首先,阐述交流接触器的结构原理,为后续的故障诊断与维修工作提供坚实的理论基础。其次,详细介绍交流接触器的正确使用方法,包括选用原则、正确安装与维护、合理选用实例等。最后,总结交流接触器常见的故障类型和维修方法,包括线圈故障、触点故障、动静铁心接触面故障等,并给出相应的维修步骤和建议。

耦合磁吹和触头运动的直流接触器电弧特性研究

磁吹结构和运动机构特性是影响直流接触器电弧开断性能的重要因素。文中引入灭弧室中非均匀磁场分布与动触头运动特性的耦合影响,构建了电、磁、气流、温度等多场耦合的二维电弧磁流体动力学仿真模型,分析了不同磁吹结构、反力弹簧刚度系数、触头超程等参数对直流电弧特性的影响。搭建了直流接触器电弧特性实验平台,开展了对比实验验证仿真结果。研究表明:提出在静触头之间增加中间永磁体的两种新型磁吹结构,较原结构燃弧时间分别缩短20.2%与14.7%,在电极下方磁吹结构增加中间永磁体的提升效果更好;反力弹簧刚度系数的最优选择为1.0 N/mm,最佳触头超程为1.5 mm,实验与仿真结果相符,为提升陶瓷密封直流接触器分断能力的优化设计提供参考依据。

交流接触器能效等级的试验方法及不确定案例分析

GB 21518—2022《交流接触器能效限定值及能效等级》已于2022年12月29日经国家市场监督管理总局批准发布,于2024年1月1日正式实施。新标准正式实施后,满足新标准适用条件的,所有大陆境内生产、进口、销售的交流接触器产品必须满足新标准中能效规定值。在满足一定的条件下,生产企业可以自行根据标准测量吸持功率,评定能效等级。本文针对新标准中交流接触器线圈吸持功率的试验方法进行了详细整理分析,并根据标准要求进行了不确定评定,为广大交流接触器生产企业自行测量吸持功率提供了参考,引导交流接触器生产企业正确理解新标准中关于吸持功率的测量和如何分析吸持功率的不确定度。

直流接触器触头倒角及中心磁感应强度对电寿命的影响

密封直流接触器开断负载时,灭弧室内触头喷溅不可避免。通过分组试验的方法来验证触头倒角及中心磁感应强度对电寿命的影响。结果表明,增大触头中心磁感应强度,总开断负载的次数会增加,喷溅也会增多,从而导致介质耐电压和绝缘电阻降低;增大触头倒角,喷溅会减少,介质耐电压和绝缘电阻会提高,但总开断负载的次数会减少。

交流接触器载流能力提升研究与试验

为了满足电器设备小型化的需求,解决交流接触器载流提升后的温升超标问题,通过分析影响交流接触器温升和接触电阻的主要因素,选择提升接触器载流能力的可行途径。以某型号交流接触器为对象,对触点材料、接触类型、触头压力等进行优化,通过理论计算验证了优化方案的可行性,最后通过试验验证了方案的有效性。

交流接触器额定开断试验TRV调频装置参数计算与研究

额定电流开断试验是考核交流接触器开断额定负载的能力,在开断瞬间交流接触器的两端需要分别承受电源侧TRV和负载侧TRV的考核。依据国家标准(GB/T 14808-2016)对4种类别交流接触器额定电流开合试验的TRV参数要求,计算了满足额定电压3.6~12.0 kV交流接触器试验回路电源侧TRV和负载侧TRV调频装置的电气参数。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了额定电压7.2 kV、额定开断电流4 kA的试验电路,验证了电源侧TRV和负载侧TRV的预期参数均满足标准要求。

一种接触器性能评价指标降维方法

目前,交流接触器动态响应性能研究采用的评价指标存在种类不同、个数不统一、数据处理复杂、试验成本大、指标权值计算不方便等情况,为此本文以CJ—2025型交流接触器为研究对象,以所在团队之前采纳的21个合闸动态响应性能评价指标为例,提出一种基于灰色关联聚类理论的指标降维方法。首先,通过灰色聚类理论将21个指标划分为主要、补充和可选三类;然后,针对这三类指标的不同典型组合设定多种指标集方案,分别对9台接触器样本的合闸性能进行等级划分和优劣排序;最后,以等级划分相同和优劣排序与21个指标体系基本一致为准则,确定最佳降维指标体系,并在重构的评价指标体系的基础上,给出各个指标客观权重的计算公式。研究结果表明,降维后的评价指标可缩减为13个。

基于ANSYS仿真分析及优化接触器动作时间

介绍螺管式单线圈双绕组接触器的线圈结构,并对双绕组线圈对衔铁响应时间的影响进行了分析研究;提出了一种优化螺管式单线圈双绕组接触器动作时间的方法。采用ANSYS软件中的Maxwell和Twin Builder建立了螺管式单线圈双绕组接触器的动态特性多物理场耦合仿真分析模型,并对接触器的动态特性进行了仿真分析。仿真及实测结果表明,针对螺管式单线圈双绕组接触器可以在线圈的绕组2中串联二极管来提高接触器的动作时间。

考虑制造参数的批量化真空交流接触器机械寿命预测

制造参数通过改变传动关系影响真空交流接触器内关键零件的断裂周期,使产品的机械寿命无法满足指标。该文根据多体动力学和电磁场理论建立考虑制造参数的真空交流接触器虚拟样机,使用Gerber模型计算零件的断裂周期。以实际测量获得的产品制造参数作为输入,将虚拟样机计算的断裂周期作为输出训练鲸鱼算法优化过的神经网络。使用蒙特卡洛法从制造参数的分布中抽取虚拟样本,通过神经网络对样本中零件的断裂周期进行预测。选择真空交流接触器作为研究对象验证该方法的有效性,以转臂与转臂套筒间的间隙作为制造参数预测批次产品中转臂的断裂周期分布,并通过机械寿命实验对预测结果的准确性进行验证。

自愈型电磁式交流接触器的研究

针对传统电磁式交流接触器因触点系统吸合不良或电磁控制机构合闸失效导致企业大容量电动机绕组烧毁、加工原材料直接报废等问题,研制一款由电磁控制机构、触头系统以及自愈电磁控制机构组成的自愈型电磁式交流接触器,在检测到吸合不良或电磁控制机构合闸失效时,立即完成自愈操作,保证供电连续性。

直流接触器电弧分断关键技术研究

随着直流电力系统的广泛应用,直流接触器在电气控制中发挥着越来越重要的作用。然而,直流接触器在分断过程中产生的电弧问题一直是困扰工程师们的难题。文章深入研究了直流接触器电弧分断的关键技术,探讨了电弧产生的机理,分析了影响电弧分断的关键因素,并提出了有效的电弧抑制和消除方法。实验结果表明,通过优化接触器结构和改进控制策略,可以显著提高直流接触器的电弧分断性能,为直流电力系统的稳定运行提供了有力保障。

基于振动信号的交流接触器触头系统退化阶段划分

针对交流接触器触头系统退化过程中振动信号冗余度高且退化阶段划分准确度低的问题,提出了一种基于斯皮尔曼等级相关系数(Spearman’s rank correlation coefficient,SRCC)和C均值模糊聚类(fuzzy C-means clustering,FCM)的触头系统退化阶段划分方法。首先,通过交流接触器全寿命试验获取触头系统整个生命周期上的分合闸阶段振动信号,从中提取反应触头退化状态的时域以及频域特征;其次,利用SRCC与主成分分析(principal component analysis,PCA)进行特征选择与降维,构建性能退化指标;再次,引入无监督学习(unsupervisedlearning,UL)FCM算法作为理论依据,对触头系统退化过程进行2至5个退化阶段划分;最后选用轮廓系数(silhouette coeffcient,SC)、卡林斯基-哈拉巴斯分数(Calinski Harabasz score,CHS)和戴维森堡丁指数(Dacies Bouldin score,DBI)对聚类效果进行内部评价,并采用5种有监督分类器进行该方法准确性验证。结果显示,触头系统划分为3个退化阶段时内部评价最优,同时5种分类器对3个退化阶段识别平均准确率可达95.54%,退化阶段划分最为合理。该研究所提出的方法有效解决了信号冗余与阶段划分准确率低的问题,精确地实现交流接触器触头系统退化阶段的划分。