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。

考虑碰撞弹跳的接触器动力学模型建立及其弹跳特性影响因素分析

接触器通断过程中,动、静触头以及衔铁、轭铁间的碰撞接触使接触器工作系统的运动状态变得极为复杂,合理处理动作过程中的碰撞接触问题是研究接触器动态特性的关键。以某型号螺线管式大功率接触器为例,基于分段线性结构动力学思想以及Kelvin-Voigt模型,考虑了能量损失、碰撞变形等因素对接触器碰撞弹跳的影响,给出了考虑碰撞弹跳的接触器动力学运动方程,并建立了接触器碰撞弹跳动力学模型。将接触器动力学模型与电磁机构有限元模型相结合,提出了一种快速耦合接触器机-电-磁-运动的多物理场计算方法,研究了考虑碰撞弹跳的接触器动态特性。然后利用接触器动态特性实验装置证明了该文提出的多物理场耦合计算方法的正确性。最后,分析了超程弹簧预压力、线圈励磁电压、触头开距和返回弹簧预压力对接触器碰撞弹跳的影响,从而为抑制接触器碰撞弹跳提供理论依据。

热场影响下新能源用接触器弹跳特性研究

多物理场耦合计算和弹跳特性研究是衡量接触器性能优劣的重要手段,而以往的弹跳力学模型往往忽略了温度场对接触器动态特性的影响。因此,深入研究热场影响下接触器的弹跳特性十分必要。该文首先建立了某型号新能源用大功率接触器的热场模型、电磁特性模型及振动碰撞力学模型,实现了接触器热场、电磁场和机械力场各节点参数的实时交互传递和耦合计算;之后通过与试验结果对比验证了接触器机-电-磁-热多物理场耦合计算结果的正确性;最后分析了温度、长时间反复短时工作、可动部件质量等因素对接触器弹跳特性的作用规律。研究成果可为新能源供电系统和相关设施的安全、可靠运行提供理论基础。

基于遗传算法的双E型永磁接触器仿真优化设计

在详细分析永磁操动机构模型和相关理论的基础上,给出了永磁接触器操动机构的设计方法。基于磁路法获得永磁操动机构的初始设计参数,建立永磁操动机构最优化模型。采用遗传算法并结合电磁场有限元计算方法求解该最优化模型,获得合理的设计参数,并研制了1台250 A配双E型永磁操动机构的永磁接触器。试验结果表明,算法可实现永磁接触器的优化设计,大幅度提高产品的设计效率,验证了设计模型和算法的有效性与正确性。

三气隙永磁接触器电磁特性分析

根据三气隙永磁接触器机构的特点,通过有限元分析软件Ansys的二次开发,实现接触器磁场分析和电磁吸力的计算。基于接触器运动过程的机械、电磁场和电路方程的耦合,建立接触器动态特性分析模型,实现触头弹跳和永磁接触器动态过程的计算。最后,对LC1D32型永磁接触器特性进行了测试。试验和计算结果的对比分析,验证了计算方法的可行性。

高速列车接触器非线性退化模型建立及寿命预测

高速列车电磁接触器的可靠性直接关系到列车的安全可靠运行,合理优化接触器更换周期不仅确保列车安全运行,而且降低检修与更换成本。该文对具有高可靠性的接触器进行加速试验设计,通过失效机理分析,选取超程时间作为特征参数表征接触器性能退化;并选取超程时间退化量作为失效判断特征物理量,基于非线性Wiener过程建立寿命预测模型。提出极大似然估计结合变步长遗传退火算法的方法对模型参数进行估计,计算出接触器剩余寿命分布的概率密度函数。通过加速模型将试验数据映射至常规工况后对3种寿命预测模型的拟合结果进行对比分析,结果表明基于幂函数非线性Wiener模型对接触器剩余寿命预测效果最佳,最后通过误差分析证明该预测方法的准确性符合工程应用。

一种基于电流强制转移原理的直流混合式断路器

在短路故障下,为了实现液态金属限流器高速开关触头无弧打开,提出了一种基于高速开关和液态金属限流器实现直流分断的混合式断路器拓扑结构。介绍了拓扑结构的设计原理及特点;分析了电流转移过程的操作原理;基于振荡电流源模拟故障电流对液态金属限流器的电流转移过程进行了试验研究,分析了不同因素对于液态金属限流器弧后恢复时间的影响,并确定了合适的转移起始电压。

液态金属故障限流器中镓铟锡电弧特性:数值模型与仿真分析

基于收缩效应的镓铟锡液态金属限流器能够有效地限制系统故障电流。在其限流过程中,镓铟锡金属会受热气化,同时电弧会在该金属气态介质中产生,有必要对该电弧特性进行研究。基于磁流体动力学理论,建立以镓铟锡金属蒸气为介质的镓铟锡金属蒸气电弧模型,对液态金属电弧由完全发展状态直至熄弧的整个收缩过程进行仿真,从而获得电弧收缩过程气流场、压力场、温度场等场量的分布和变化规律,并通过对电弧气流场和温度场的分析,研究电弧对电极的侵蚀原因。这为进一步研究限流器中金属蒸气电弧动态发展的物理过程打下了基础。

液态金属限流器并联限流特性的试验研究

针对自收缩型液态金属限流技术,进行了大量的试验研究。为了解决液态金属限流器在燃弧限流过程中装置内部气压过高的问题,通过液态金属限流器并联阻抗吸收回路和并联结构相同液态金属限流器吸收回路两种方式实现对液态金属限流器的保护。试验研究了并联不同能量吸收回路时液态限流器的限流特性和分流特性,为液态金属限流器在实际工程应用中提供参考。

电磁继电器电磁辐射特性的试验研究

电磁继电器触点的闭合与分断会在被控电路中产生具有丰富高频谐波的电磁干扰,影响汽车控制系统的正常工作。为研究电磁继电器在分合过程中产生的电磁辐射特性,搭建直流模拟触点装置平台进行试验研究,在分析总结电磁继电器电磁辐射干扰产生机理的基础上,重点考察了负载电气参量和气氛环境对电磁继电器电磁辐射特性的影响。研究表明,负载电流对电磁辐射特性的影响占主要地位,而氮气环境中产生的辐射电场频带范围广,幅值高。

电磁接触器吸合过程无模型自适应控制策略

对电磁接触器吸合运动过程展开研究,旨在通过控制算法提升电磁接触器在不同工作环境和全寿命周期的吸合可靠性,避开接触器复杂的物理建模过程。首先,分析电流闭环控制理念下,电磁接触器吸合过程触头运动的时滞效应,设计兼顾快速动作和弹跳抑制的吸合过程电流闭环控制序列。然后,研究电磁接触器在实际工况下的工作特点,寻找线圈电流与动作时间之间的直接关系,并引入无模型自适应控制方案对电磁机构吸合过程实时在线优化,抑制动作分散性。控制策略不依赖于任何受控对象结构参数,不需要事先建立接触器物理模型,不需要增设传感器,根据在线数据实时优化电磁机构吸合过程控制策略,能够智能、快速地适应外部工作环境的变化和开关自身机械结构的磨损。搭建基于FPGA的快速控制原型系统,验证控制策略的实际效果,实验结果证明该控制策略能够有效抑制不同型号电磁接触器在不同输入电压下的触头弹跳和动作分散性,对电磁开关吸合动作性能的提升很有帮助。

机车电磁接触器拆装实训工作页

文章阐述了机车电机电器实训教学中,拆装电磁接触器实训如何以实训工作页方式引导学生学习的方法,通过工作页指导学生熟悉并复习电磁接触器相关知识。

考虑铁损时交流电磁机构动态特性的计算

介绍了交流电磁机构动态特性的计算方法。给出了一种考虑铁损时用瞬态磁路法计算激磁线圈电流和电磁吸力的新方法，并对采用插值法求解电磁机构的动态特性进行了讨论。

智能化电磁接触器和电磁起动器

对智能化电磁接触器和电磁起动器新的原理和关键技术进行分析，并与传统的电磁接触器和起动器进行了对比分析。

新型永磁接触器的智能控制单元设计

基于STC12C5410AD单片机,设计了一款以智能化检测与控制为核心的永磁接触器智能控制单元。详细分析了各个功能模块硬件电路的设计方法和工作原理,及各模块的软件系统的主程序。最后对一台配置智能控制单元的140 A永磁接触器进行了试验分析。试验结果表明,采用PWM智能控制方法,可有效提高永磁接触器的储能电容的充电效率与分,合闸频率,减少触头的一、二次弹跳。

直流断路器瞬动式磁脱扣器的设计分析

以直流断路器瞬动式磁脱扣器为研究对象,通过电磁建模分析,获得了其静态特性随气隙长度的变化规律。在此基础上,结合铁心运动过程进一步计算获得其动态特性,为瞬动式磁脱扣器的优化设计提供了计算方法。

基于响应面法的交流接触器弹簧系统优化设计方法

交流接触器是一种频繁操作的开关电器,其运动过程中的吸反力配合直接影响可靠性和性能指标,良好的吸反力配合能减少触头弹跳、提高分断特性。在此过程中,交流接触器的弹簧系统发挥着关键作用。针对交流接触器弹簧系统的多目标优化问题,提出一种动态过程的电磁-机械耦合仿真方法和弹簧实体仿真方法,在此基础上引入基于灰色关联法和响应曲面法的综合优化方法,建立触头弹跳时间、触头刚分速度、触头闭合速度、铁心闭合速度与触头弹簧自由高度、触头弹簧有效圈数、反力弹簧自由高度和反力弹簧有效圈数的二阶预测模型,对弹簧系统进行优化设计。实验结果表明,该优化方法获得的弹簧系统参数能有效减小触头弹跳时间,降低触头及铁心的闭合时间,提高触头分断速度,对于提高交流接触器的工作性能具有积极意义。

电磁吸力的数值计算方法

介绍和讨论了用数值计算方法,计算电磁机构吸力特性的原理和方法.该方法与传统的解析法相比,具有一般性和精度高.作为实际应用的例子,对 CZ0—150A型接触器的吸力特性进行了计算,与实测值相比非常吻合.

电磁制动器的两种解析模型的对比

提出一种直线电磁制动器结构方案。根据麦克斯韦电磁方程理论分别推导出了两种解析模型。然后,根据两种解析模型分别计算了气隙磁密分布、导体板中涡流分布以及力特性曲线,并采用二维有限元法验证了两种解析模型的准确性和有效性。结合使用两种解析模型,可以加深对直线电磁制动器制动特性的理解。

基于FLUX的磁保持接触器电磁系统的分析

针对磁保持接触器设计复杂的问题,对磁保持接触器电磁系统快速设计方法进行了研究,提出了一种基于有限元分析软件FLUX来快速计算磁保持接触器电磁系统的方法。设计时首先需根据磁保持接触器外形及指标需求绘制电磁系统三维图,然后对电磁系统进行了静态吸力特性仿真分析,得出了磁保持接触器衔铁在各动程下的保持力,再结合接触器的机械反力特性曲线,绘制出了接触器的吸力特性曲线,验证了接触器是否能在规定的动作电压范围内动作,验证接触器的冲击指标是否满足设计要求,最终确定电磁系统的设计是否合理。研究结果表明,该方法仿真结果与样品实测参数接近,能快速地对磁保持接触器电磁系统进行优化设计,提高设计效率。