Design of a New Intelligent Anti-voltage Sag Control Module for AC Contactors

智能抗电压跌落交流接触器多使用在连续生产的企业中，不允许意外断电，针对这一特点，设计一款新型智能抗电压跌落控制模块，具有交流供电模式和控制模块直流可控供电模式。当控制模块正常时，通过控制模块给交流接触器线圈供电，具有直流无声运行、抗电压跌落等功能；一旦控制模块自身发生严重故障，起动转换电路，切断控制模块，通过有触点开关直接提供交流电给交流接触器线圈，维持生产系统正常工作，同时发出报警信号，在系统正常停机的情况下更换控制模块。详细分析了该智能控制模块的工作原理，尤其对开关电源的设计及有触点开关与无触点开关构成的转换电路进行分析，并进行仿真与实验研究。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

客车供电用 AC 3 kV 真空接触器

从机车向客车供电用ＡＣ３ｋＶ电器发展可行性入手，阐述了机车用ＡＣ３ｋＶ真空接触器的结构、原理、使用维护方法，给出了设计参数，并与国外同类产品作了比较，展望了该接触器的应用前景。

基于智能型AC-SSR的三相交流电机正反转控制及应用

在铁制网状纸篓成型的生产过程中,要求控制三相交流电动机正反转,采用交流接触器组成的控制电路,因其正反转频繁而造成交流接触器的触点很快损坏。使用交流固态继电器组成的控制电路,切换速度快,使用寿命长。尤其是采用智能型三相交流电动机正反转固态继电器组成的控制电路,接线简单,实际运行稳定可靠。

AC接触器电磁场有限元分析

为更好地借助ANSYS进行AC接触器电磁场的有限元分析,利用VB及ANSYS的APDL开发界面友好的AC接触器电磁场有限元分析系统.该系统用APDL编写分析过程的命令流文件,用VB调用ANSYS计算结果文件并进行分析,用图像交互的方式显示数值结果.对双E型AC接触器的三维电磁场分析表明,该方法可降低ANSYS的使用难度,提高电磁场设计分析的效率.

AC-3条件下交流接触器电寿命试验方法的改进

在交流接触器AC-3电寿命试验中采用晶闸管做陪试品能克服传统试验方法操作频率相对低、分断大电流时灭弧困难、发热严重及吸合和释放动作速度慢的缺点,同时由于导通和截止时没有触头动作,噪声也大大改善。将PLC及晶闸管应用于AC-3电寿命试验中,结果表明,交流接触器实现了高精度控制和大电流主电路的高可靠切换,且电压、电流波形光滑无畸变,提高了试验检测精度和效率。

林肯AC-1200交流焊接电源安全隐患分析

在美国林肯AC-1200交流焊接电源的使用过程中,发现焊接电源的两个输出接触器(output contactors)在没有吸合的情况下,其工件端(work stud)和电极端(electrode stud area)出现80 V左右交流电压的安全隐患。针对该隐患,分析了林肯AC-1200交流焊接电源的工作原理,找出了导致隐患的原因,并提出了防治措施。

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。

基于三维有限元的AC接触器的动特性工程数值仿真

以GSC3型AC接触器为例,运用"场"、"路"结合的方法求解电磁参数:大气隙时应用三维有限元非线性静态分析,求出不同气隙和励磁电流下的电磁吸力值,而在小气隙时考虑分磁环的作用,引用磁路的方法简化此时的电磁吸力的计算,得到了各状态下的磁系统的磁场分布图形,构造不用气隙、电流下电磁吸力的二维数据表,并最终完成整个过程的插值动特性工程数值仿真。对仿真的结果也进行了一定的分析。

基于触头燃弧损耗的动车组交流接触器剩余电寿命预测

动车组交流接触器的性能状态与列车运行安全密切相关。针对动车组交流接触器在三相不均匀燃弧损耗工况下,特征参数变化趋势与电寿命趋势的复杂映射关系问题,提出一种基于触头燃弧损耗的电寿命预测方法。首先,基于触点的燃弧机理,分析了导致三相触头之间燃弧损耗差异的原因,并在此基础上进行了随机燃弧损耗和定相燃弧损耗2种模式下的电寿命试验。然后,提取电寿命试验过程中的接触器特征参数,利用Spearman等级相关系数方法计算各特征参数与累积燃弧损耗之间的相关性,以此筛选出相关性强的特征参数构成状态识别的特征参数组。接着通过多元线性回归的方法对特征参数组进行融合,得到表征燃弧损耗状态的指标,对比指标曲线与实际寿命曲线发现试验样本存在初始燃弧损耗量的问题。之后建立基于相似性的接触器剩余燃弧损耗量预测模型,在评估环节引入能将初始燃弧损耗量的不确定性问题转化为时延问题的时延参数,通过交叉验证的方法选定最优时延参数,并建立综合评价指标对模型进行评估。最后,利用试验样本对预测模型进行了验证,并以定相燃弧损耗样本为例通过接触器电寿命映射模型对剩余电寿命进行了计算。结果表明,所提出的方法能够成功地定量评价接触器在三相不均匀燃弧损耗情况下的剩余电寿命,且能够直观表现剩余寿命的变化过程,预测误差仅为0.9%~12.1%。

电气部件三维建模方法探析——以交流接触器为例

介绍数字化电气设计中电气部件常用的两种三维建模方法,详细描述基于外形尺寸的三维绘制和借助扫描仪进行三维扫描建模的具体操作流程及注意事项。通过比较两种建模方法的优缺点,供设计者在实践中选择合适的建模方法,提高设计效率和准确性。

基于TSS-DTW的交流接触器状态划分方法

针对由非线性、非平稳、多状态相依和动态分布等特点导致的交流接触器状态难以准确划分问题,提出了一种基于TSS-DTW的交流接触器状态划分方法。探索采用斜率增量分段线性表示方法提取分割点,完成状态序列的时序分割。在此基础上,利用相邻子序列动态时间弯曲相似性度量形成关键分割点DTW相似性集合,并进行关键分割点鉴别遴选,实现接触器状态的准确划分。实例分析表明,所提方法可实现交流接触器状态划分,且划分界限清晰、类间差异性显著,状态划分精度优势明显。

基于ERF和BO-SVC的交流接触器触头故障识别方法

针对交流接触器各状态样本不均衡导致故障状态识别精度低和特征冗余度高的问题,文中提出一种基于嵌入式随机森林(embedded random forest,ERF)和贝叶斯优化非线性支持向量机(Bayesian optimization-support vector classification,BO-SVC)的复合识别方法。首先,通过交流接触器全寿命试验平台提取接触器状态特征,并针对各状态样本间不均衡导致识别精度低现象,提出一种基于权重法的样本均衡处理策略。然后,使用ERF对均衡后样本进行特征选择和降维,提取最能表征触头状态变化规律的最优特征。最后,将最优特征输入到BO-SVC识别模型,与另外2种代表性模型作为对比,以精确率、召回率和F1-分数3个指标对各模型性能进行评估。在3个指标上,文中方法的结果分别达到95.22%、98.91%和97.01%,均高于对比模型。以F1-分数为指标,在4组样本上对各模型性能进行测试,结果表明文中方法的F1-分数平均高出对比模型0.56%和27.28%,验证文中研究有效解决了交流接触器特征冗余和故障识别精度低的问题。

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。

基于数据增强SDAE-BiGRU的交流接触器剩余电寿命预测

针对目前交流接触器剩余电寿命存在单一特征预测精度低、未充分考虑开断前后的关联性和忽略了长时间序列特点的问题,该文提出基于数据增强堆叠降噪自动编码器-双向门控循环单元(stacked denoised autoencod-er-bidirection gated recurrent unit,SDAE-BiGRU)的交流接触器剩余电寿命预测方法。首先,通过交流接触器全寿命试验提取特征参量,采用近邻成分分析(neighborhood component analysis,NCA)和斯皮尔曼等级相关系数选择最优特征子集,来有效表征电寿命退化信息。然后,对最优特征子集进行数据增强,充分考虑前后状态的关联性,并利用SDAE对增强后的特征信息进行融合来降低输入维度。最后,将交流接触器剩余电寿命视为长时序问题,通过BiGRU进行时序预测。实例分析表明,该模型比循环神经网络(recurrent neural network,RNN)、长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、GRU、BiGRU和SDAE-BiGRU模型预测效果好,平均有效精度达到96.68%,有效证明了时序预测模型应用在电器设备剩余寿命预测领域中的可行性。

交流接触器耐受不规则暂降的微变等效分析方法

交流接触器电压暂降耐受性评估的现有方法是基于矩形暂降,对于不规则暂降易产生过度评估问题。提出一种适应不规则电压暂降波形的交流接触器耐受性评估方法。基于交流接触器的动作机理推导了电磁能、弹性势能和铁心动能三者的微变关系,建立了交流接触器的微变等效模型;将不规则电压暂降波形用阶跃信号序列的时域叠加形式表征,代入接触器微变等效模型,迭代计算各阶跃响应在微变时间域的叠加效应,从而建立了交流接触器在不规则暂降下的动作行为,得出交流接触器对不规则电压暂降的耐受性评判方法。对交流接触器在不规则暂降下的耐受性进行了仿真和试验,能够判断交流接触器的工作状态,有效避免了不规则暂降的过度评估。

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。

基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型

随着交流接触器的智能化,越来越多的交流接触器控制系统采用了电力电子器件。但开关器件的引入会产生大量的电磁干扰,影响控制系统的工作稳定性。交流接触器作为控制系统中电磁干扰流经的重要路径,需要对其高频电路模型进行精确建模。针对不易建立高精度、宽频带的交流接触器电磁干扰(EMI)高频模型问题,提出了一种基于矢量拟合法的交流接触器EMI高频模型和建模方法。首先将交流接触器的阻抗表示成网络函数形式。然后使用矢量网络分析仪测取线圈出线端口的阻抗特性数据,对测得的数据进行矢量拟合,求出极点和留数。之后根据网络函数与电路参数的关系,对拟合出的极点和留数进行电路等效,并在电路仿真软件中搭建交流接触器高频电路模型并进行仿真。仿真实验结果表明该高频电路模型在150 kHz~30 MHz频段范围内有较高的精度。最后将交流接触器EMI高频模型代入交流接触器控制系统EMI模型中进行时域仿真。仿真实验结果显示在150 kHz~30 MHz频率范围内,建立的接触器EMI高频模型可用于接触器控制系统的传导电磁干扰分析。

基于无传感器的交流接触器位移控制策略

针对传统接触器控制模型可靠性低、控制精度差等问题,提出一种基于无位置传感器的交流接触器吸合过程动态控制仿真分析方法。首先,根据交流接触器的磁路模型,推导出交流接触器动铁心的位移公式,形成位移估算器;在位移估算器的基础上进行吸力预测,并根据控制模型设计闭环控制器。其次,建立交流接触器的动态闭环控制仿真模型,通过对比分析交流接触器在非受控、脉冲宽度调制(PWM)分时控制和位移闭环控制3种模式下的闭合时间,证实位移闭环控制方案的有效性。最终,实验结果证实所提模型的精确度以及控制策略的实用性,为交流接触器的智能控制提供思路。

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。