Characteristic investigation of permanent magnet actuator for vacuum contactors operating with an intrinsically safe low voltage

This paper reports a new application of permanent magnet actuator for vacuum contactors.A novel permanent magnet(PM) actuator to drive a vacuum contactor with intrinsically safe and low supply voltage is proposed.PM is mounted on the static iron of the contactor to enhance its holding force and reliability.While only one coil is used to break the vacuum contactor,two series coils are deployed to yield a high magnetomotive force to realize the making operation.The electrical circuit equation,mechanical equation and magnetic field are all coupled in the simulation.A prototype is manufactured and tested to validate and showcase the performance of the contactor which is equipped with the proposed PM actuator.

航空变频交流真空灭弧室的设计研究

随着航空电气负载的增长,传统恒压恒频电源已难以满足需求,变频电源正成为现代飞机电气系统的发展方向。变频条件下真空灭弧技术面临三方面的挑战:一是开断难度的增加,二是通流能力下降,三是小体积、轻量化的设计限制。通过两个关键技术:小体积下的开断能力提升技术,轻量化结构下的通流能力设计方法,提出适应航空变频条件的变频灭弧室设计方案。分析变频条件下影响电流开断能力的触头因素,设计灭弧室小体积触头结构。提出一体式外置主屏蔽罩结构方案,为增加触头直径提升开断能力提供保障。提出趋肤效应下的导体结构轻量化方法,采用外置屏蔽罩增加散热能力,研制出了航空变频交流真空灭弧室。基于设计的三相接触器样机搭建了符合航空变频条件的实验环境,对灭弧室的开断能力、绝缘性能与温升情况进行了实验研究。结果表明:设计的灭弧室能够在360~800 Hz频率范围内有效开断过载电流1.68 kA,样机成功开断50次三相过载电流1.1 kA。开断前后三相主回路接触压降稳定,最高仅为83.49 mV,所有接触压降均低于设计值100 mV。整机重量仅为975 g,满足设计要求的同时具备更高开断能力。研究为航空变频电源系统的发展提供了实验数据支持,对推进航空电器领域真空开断技术应用具有重要意义。

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。

模态时频图与ResNet50融合的真空接触器故障诊断方法

针对时频方法用于真空接触器故障诊断存在特征遗漏的局限性,提出一种利用模态时频图描述振动信号特征,并融合ResNet50的故障辨识方法。首先设置故障模拟方案,并采用下采样处理方法,丰富样本数据库。其次采用灰狼优化算法,搜寻变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)算法的最佳参数,将复杂振动信号分解成最佳中心频率、有限带宽的固有模态分量。最后,提出一种模态时频图提取特征方法,利用小波变换将模态分量生成模态时频图,充分提取特征,并融合ResNet50辨识故障类型。以ZKTJ–400/1140型真空接触器作为实验对象,故障识别率达到99.38%。通过与其他时频图故障诊断方法对比,所提方法准确率明显提升,为精确感知一次设备状态提供了参考。

高压真空接触器在海上风电充气环网柜中的应用

充气环网柜具有体积小、免维护、不受恶劣环境影响等特点,极度适于海上风电应用场景。海上风电机组因海上风能影响,需频繁切入切出,对开关元件的机械寿命和机械操作的可靠性要求较高。本文结合充气环网柜环境适应性好等特点,研究将具有高寿命的真空接触器放置于充气箱体内,且满足与其他充气环网柜方案并柜的可行性,最后进行设计生产验证,并应用于海上风电风机塔筒项目中。

大电流条件下真空接触器温升特性的试验测量与仿真分析

搭建适用于大电流条件下的真空接触器温升特性测量试验平台,测量并分析了真空接触器在不同电流等级下的温升特性。通过试验测量的真空接触器指定位置的温升时变曲线,讨论不同电流下真空接触器温升规律及过负载能力。利用COMSOL Multiphysics软件建立真空接触器触头及导电回路的简化三维电-热耦合分析模型,考虑了空气自然对流对散热的影响,对800~2500A电流条件下温升过程进行数值仿真计算,获得了真空接触器温度、焦耳发热功率分布等参数,并与试验数据进行比较,结果表明二者能较好吻合,验证了仿真模型的有效性。该研究可为大容量真空接触器的热设计提供一定参考。

针对矿井电网的机械投切电容器组动态无功补偿控制系统的设计

针对大功率非线性负荷造成矿井电网功率因数过低的问题,设计了一套以高压真空接触器作为投切开关的机械投切电容器组(mechanically switched capacitor,MSC)动态无功补偿控制系统,与传统的用晶闸管作为投切开关的方式相比,该系统结构简单、成本低廉、易维护,实际矿井电网的测试运行表明,加装该补偿装置以后,电网电压波动减小,波形畸变基本消失,证明系统是可行性的。

F-C真空接触器在电动机保护中的整定计算

F-C真空接触器在1200kW以下电动机保护中得到了越来越多的应用,但是,保护整定和保护配合不当将引起保护的误判,严重影响该设备的可靠性和应用性。该文介绍了F-C真空接触器的特点,保护的整定计算方法,限流熔断器的选择,最后通过F-C真空接触器保护的动作曲线、电动机的过负荷曲线以及熔断器安-秒特性曲线分析了保护的配合方法,该方法实用有效。

基于相控投切技术的无功补偿装置

为了减小煤矿电网在无功补偿时随机投切电容器组给电网带来的涌流及过电压,设计了一套以具有发展前景的"软开关"技术即相控技术为根基的无功补偿装置,采用寿命长、成本低的带有永磁机构的真空接触器作为投切开关,该机构较传统的弹簧机构和电磁机构动作分散性小,为满足动作时间高度一致,对真空接触器动作时间的分散性进行有效补偿,并采用模块化的思想理念建立系统整体结构,采取适当的控制策略完成预期位置投切.最后本系统进行了仿真,并在某矿6kv电网中进行了实验测试,仿真和实验结果都表明本系统能有效的补偿系统无功,有一定的应用价值.

真空断路器触头温度在线监测系统研究

介绍一种利用光纤温度传感器测量真空断路器触头温度的在线监测系统。针对电气化铁道中广泛应用的真空断路器特点 ,采用单片机、I2 C母线、串行数据传送等技术 ,设计了结构简单、新颖、具有良好人机界面的在线监测系统 ,并进行了实验。

基于节能型真空交流接触器CKJ-660/100电磁系统的设计

常规的电磁系统的设计是根据初始条件计算出结构因数,根据结构因数来确定电磁铁的形式,然后确定其参数。该文根据真空交流接触器结构首先确定其电磁铁的形式,通过详细计算验证确定电磁铁的参数并设计出产品。利用ANSYS软件对真空接触器电磁系统吸力特性进行了仿真,利用这种方法设计已做成样机,仿真表明,这种方法是切实可行的。

高压限流熔断器与真空接触器的组合应用

分析了高压熔断器加真空接触器 (F C)回路的技术、经济特性 ,并对F C回路的保护特性进行详细介绍。结合井冈山华能电厂 2× 30 0MW机组工程实例 ,论证了F C回路应用的社会经济效益 ,供电气工程设计参考。

QC83-80N矿用隔爆型可逆空气磁力起动器的真空化改造

文章对QC83- 80N矿用隔爆型空气磁力起动器的真空化改造特点进行了论述。改造后的开关采用JDB - 80N电子综合保护器对控制电机进行保护 ,可完成电动机的短路、过载、断相和漏电闭锁等保护功能。新设计的机械联锁机构与控制电路配合 ,不仅能从电气上而且能从机械上对正反向真空接触器进行闭锁 。

交流真空接触器触头侵蚀率剖析

在扩散型电弧条件下对交流真空接触器触头侵蚀的特点进行剖析。文中，引用美国四屋公司最近的实验研究结果，指出了交流、小开距、扩散型电弧情况下的触头侵蚀率远低于直流、大开距、扩散型弧以及一般文献中给出的真空触头阴极侵蚀率。最后，对此论题内容作了分析和讨论。

QCZ83—225真空电磁起动器检测与分析

电磁起动器特别适用于频繁操作、重负荷的矿山机电设备中,为了更好地为企业创造效益和更安全地保护操作者的人身安全,必须要求工作人员对设备的原理和常见故障进行理论分析和处理。本文从理论上出发,总结了电磁起动器常见故障的排除方法,这也是整个企业良好运行的基本保证。

混合吸收剂膜减压再生特性的试验研究

针对现有基于醇胺类溶液的化学吸收分离燃煤电厂烟气CO2技术能耗高的问题,对新型混合胺吸收剂膜减压再生进行研究,以期大幅度降低再生能耗。文中采用聚丙烯中空纤维膜接触器作为再生装置。混合胺吸收剂是以乙醇胺(MEA)为基础,添加羟乙基乙二胺(AEEA)、三乙烯四胺(TETA)、二乙烯三胺(DETA)、2-氨基-2-甲基丙醇(AMP)、哌嗪(PZ)、N-甲基二乙醇胺(MDEA),按30%质量分数配比而成。实验研究了不同吹扫蒸汽流量,不同再生温度对于混合胺吸收剂再生特性的影响,并将混合吸收剂膜减压再生能耗与传统热再生进行比较。实验表明:在80℃再生温度条件下,15%MEA+15%MDEA混合吸收剂再生程度最高,为45.9%;20%MEA+10%AMP混合吸收剂的再生传质速率为1.34 mol/(m2h),相比30%MEA提高了63.4%。再生能耗方面,70℃再生温度并且不考虑吹扫蒸汽作用下,20%MEA+10%AMP的再生过程电耗最低,仅为732.6 kJe/kg(CO2)。综合再生程度,再生传质速率以及再生能耗表现,可以看出MEA+AMP系列混合吸收剂是更好的选择。

真空接触器动态投切电容无功补偿的应用

针对电气化铁路牵引变电所功率因数低的问题 ,提出了采取降压后智能控制真空接触器方式调节电容器实现无功动态补偿的解决方案 ,结合雁翅牵引变电所的改造工程 ,介绍了技术概要和实施后的效果。

船用真空接触器合闸速度研究

结合现有船用真空接触器样机,在分析船用真空接触器合闸机理的基础上,对影响船用真空接触器性能关键的合闸速度进行了理论分析和设计校核。通过试验验证,表明合闸速度满足设计要求。

浅论低压真空接触器的发展

通过对低压真空接触器发展历史的介绍 ,以及对一些主要国家 (厂家 )系列产品的性能比较 。