铆钉电触头接触温升与接触电阻特性研究

铆钉触头材料的接触温升与接触电阻直接关系到电气连接的可靠性.通过设计触头材料电接触试验系统,实现了球-平面电接触对接触温升与接触电阻的测量方法,从而研究了接触压力和电流对于稳定温升和热时间常数的影响.为获得接触斑点的发热状态,应用COMSOL Muhiphysics有限元软件建立了包含触头对、触头夹具及热电偶的多物理场耦合仿真分析模型,根据试验环境确定了仿真边界条件,进而分析了膜电阻、接触压力和电流对于斑点稳定温升的影响.     

高压断路器接触电阻的耦合面积法分析

高压断路器触头部位因电接触现象而产生的热量是热分析中的关键问题。然而,作为一种传统并常用的接触电阻模型,导电桥结构在模拟电接触时参数的准确获取存在一定困难,且不易使用在高压断路器复杂的多触指结构中,因此笔者提出了一种新的接触电阻建模处理方法。新方法不再建立类似于导电桥的宏观几何结构,而是将两侧接触面上的部分面积耦合在一起,使得电流仅可以从耦合面内流过,通过控制耦合面积值即可实现电流收缩效果,模拟出适当的接触电阻值。在此基础上,笔者通过仿真结果与实际值的对比及进一步研究,证明了接触面积耦合法的有效性,对今后高压断路器触头模型的处理具有一定的参考意义。     

波动载荷下弓网滑动电接触失效研究

电力机车高速运行时,接触电流、压力波动和机车的运行速度均会影响弓网间的可靠接触。通过浸金属碳滑板与铜导线的对磨实验,得到接触电阻随接触电流、滑动速度、压力波动幅度和压力波动频率变化的特性规律。采用极限学习机(ELM)建立接触电阻与接触电流、滑动速度、压力波动幅度、压力波动频率的预测模型;综合考虑接触电阻和电流稳定系数,提出弓网滑动电接触失效判据。分析得出弓网接触失效机理:接触压力波动幅度和滑动速度增大使得弓网间摩擦振动加剧,接触电阻增大超过临界值,接触失效。在此基础上根据接触电阻概率分布建立失效概率模型,最后分析给出一定工况条件下弓网滑动电接触的失效概率。     

运行中断路器的接触电阻

文章分析了断路器在不同状态下接触电阻变化的原因,提出对接触电阻应进行周期性测试。还分析了运行中断路器回路接触电阻对工作电流的影响,并提出了断路器触头接触电阻与电流的关系曲线。     

单相串励电动机换向过程的数值计算

针对换向状况恶劣的单相串励电动机,按照其实际换向结构,推导出换向片与碳刷的接触电导表达式;建立分时间段的元件换向电流的变系数微分方程组和各时间段交接处的边界值关系;就各种改善换向方法,依建立的数学模型进行换向过程数值计算,获得相应的元件换向电流波形和换向片与碳刷的接触电阻功耗曲线;通过对比分析数值计算结果,指出对改善单相串励电动机换向较为有效的措施。     

高压断路器接触电阻的研究

在高压断路器中,由于动、静触头间存在接触电阻,导致断路器接触面处产生电压降,并发热升温,严重影响断路器的能力和寿命.通过分析断路器接触电阻产生的原因,并通过实验仪器测量接触电阻的大小;利用测量出的接触电阻,计算接触面的温升,并分析接触电阻的大小对触头的影响.最后根据分析,提出了几种减少断路器接触电阻的方法.     

同轴插接器高频接触阻抗有限元分析

采用有限元法模拟发生电接触故障的射频同轴插接器内高频电流的传播过程。计算得到接触电阻、接触电感和接触电容,分析它们随频率的变化关系。提出射频同轴插接器的高频接触阻抗模型,研究它对高速信号传输的影响。通过实验测量腐蚀同轴插接器的接触电阻,提出可以防止射频同轴插接器发生电接触故障的一些建议。     

电接触的接触电阻研究

电接触是研究电连接可靠性的应用学科,接触电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。本文从影响接触电阻的因素以及接触电阻的微观模型出发介绍了最新的研究成果,给出了工程上计算及测量接触电阻的方法,指出了电接触未来的发展方向。     

含膜触头静态接触下接触电阻有限元模型及其分析

对触头静态接触电阻计算进行了分析,并首次提出含膜触头接触电阻有限元计算模型。在触头无膜时的接触电阻有限元计算中,接触头边界条件是齐次第二类条件,自动满足,而触头含膜后,其接触头的膜边界条件不能自动满足。通过分析,对有限元计算中的含膜边界进行了变分计算,并编制出含膜触头接触电阻的有限元计算程序,计算了单斑点下含膜触头的静态接触电阻,计算结果与理论非常接近。     

电磁发射中铝电枢与不同材料导轨间的滑动电接触特性

电磁轨道发射中,电枢与导轨间的滑动电接触状况直接影响发射效果和身管寿命。为此对发射过程中滑动电接触特性开展了研究,探寻改善电枢与导轨接触界面接触状态的方法。在充电电压和放电时序相同的条件下,将铝电枢分别在T2紫铜、H62黄铜、6061铝合金3种材料导轨上进行发射试验,测量炮口电压和电枢电流并进行分析,得到不同接触材料间的接触电阻曲线。通过对比分析曲线,得到电枢与不同材料导轨间的接触状况及转捩规律。结果表明:在上述3种试验条件下,所有接触电阻曲线具有相似的变化趋势和转捩特点,而且铝电枢与铝导轨间的电接触性能最佳,接触电阻最小且发射后的导轨表面状态最好。根据转捩经常发生于电流下降至峰值电流80%～90%的时刻的特点,采用提高驱动电流的大小,使电枢在此之前出膛的方法,能有效避免转捩发生。     

交流接触器温度场仿真及影响因素的分析

通过对交流接触器的热学分析,考虑接触器内部传导散热和外表面的对流和辐射散热,建立了接触器的稳态热分析模型.采用非线性瞬态磁路法计算电磁系统线圈和分磁环的功率损耗;考虑回路电阻、动静触头接触电阻、接线端以及连接导线的发热作用,利用热电耦合分析主回路的温度分布;基于流体相似理论和Stefan-Boltzmann定律计算接触器表面散热系数.用三维有限元方法对一额定电流为100A的交流接触器温度场进行了仿真分析,并进行了实验验证.应用此热分析模型对主回路接线端拧紧力、主触头弹簧终压力以及连接导线截面对接触器温度场的影响进行了研究,为接触器的设计和优化提供了依据.     

低压断路器瞬态电热分析技术研究

研究了低压断路器瞬态电热分析的仿真计算方法,考虑集肤效应导致的电流非均匀分布和表面散热系数,重点分析了触头接触、带镀层导体、接线端以及连接导线或者母排等环节的接入电阻计算和仿真等效建模.利用有限元软件建立了低压断路器大电流短时间加热的瞬态仿真分析模型,分析了导电回路触头和母排温度变化,并用试验验证了该方法是可行的.     

基于三维热场有限元分析的电力连接器触头温升测量方法

采用三维有限元方法建立了电力连接器的瞬态温度场模型,通过仿真分析得到连接器触头温度和其接线端部温度之间的定量关系,从而实现连接器触头温升的间接测量。进一步分析了接触电阻变化和电流波动对连接器触头温升的影响。结果表明,接触电阻变化对温升影响明显,而10%以内的电流波动对仿真结果影响可以忽略。     

架空导线动态增容的热路法暂态模型

建立了架空导线动态增容的暂态热路模型,通过监测导线温度及导线周围环境温度便可实时计算出架空导线的允许载流量。设计了室内导线加载阶跃电流的实验,结果表明导线温度的理论计算值大于实测值,最大误差小于1℃,温升时间与环境热阻有关。设计了室外导线加载恒定电流24h的实验,通过暂态热路模型计算出导线实时最大允许电流,并初步分析了环境条件与导线温度的关系。     

基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型

提出了一种基于对偶性原理的三相多芯柱变压器暂态模型；通过分析三相多芯柱变压器磁路模型并应用对偶性原理，建立了考虑电路与磁路耦合的变压器暂态计算模型，采用Jiles-Atherton铁磁磁滞模型来描述铁心模块的饱和以及磁滞效应，而涡流和杂散损耗用一个等值电阻替代，零序磁通用一个线性电感以及反映其涡流损耗的电阻代替；该模型可以计算分析直流偏磁和空载合闸等情况下变压器励磁电流以及铁心磁通等电气参数；算例分析结果与实验结果的对比证明了该模型的准确性。     

基于三维有限元的静态连接梅花触头短路暂态电动力分析

针对梅花触头电动稳定性设计与接触失效机理分析,采用三维有限元方法建立了梅花触头电动力计算模型,基于该模型分析计算了短路负荷条件下的梅花触头与导体的电动力暂态变化过程.通过与其它计算方法对比分析,结果表明该计算模型可以克服经验公式法无法准确考虑触指结构的缺点,能够较为准确计算不同触指结构的梅花触头短路电动力分布.基于该模型分析了梅花触头短路电动力的影响因素,分析结果表明短路电动力增大引起的梅花触指接触压力减小是造成梅花触头失效的一个重要原因,增大接触压力对提高梅花触头电动稳定性的作用有限,增加触指片数和减小触指半径是提高梅花触头电动稳定性的有效途径.     

电连接器接触件插拔特性与接触电阻的仿真分析

本文提出了一种基于ABAQUS的电连接器接触件插拔力与接触电阻的有限元仿真分析方法。完成了摩擦系数、过盈量和线簧数对插拔特性的影响分析,进而应用热电耦合仿真技术实现了接触电阻的仿真。所得的结论可为电连接器接触件的设计提供依据,并为接触件的磨损分析奠定基础。     

一种永磁同步电机参数测量方法

基于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的数学模型,由数学推导得出PMSM在d,q坐标系下电感参数的理论公式,通过电桥测量电机的静态三相电感和三相电阻参数即可计算得到d,q轴电感和相电阻参数。该方法无需考虑电机永磁转子的当前位置,无需额外测量电路及进行驱动控制,具有理论清晰、测量简单、通用性强等特点。针对PMSM磁链参数,将电机加速到一定转速后通过测量开路电压及转子频率,即可计算获得磁链系数。实验验证了该测量方法的正确性和准确性。     

新型触点材料接触电阻自动测量系统的研究

接触电阻是表征电触点材料质量与可靠性的重要参数,本研究以可编程逻辑控制器（PLC）和单片机（MCU）为核心对电动滑台三维方向进行精准控制,并采用闭环系统精准控制接触压力,同时通过设计电压、电流信号调理与放大电路实现了接触电阻的自动连续测量。系统位移定位精度0.1μm,压力控制精度50 mg,接触电阻分辨率0.1 mΩ。最后应用测量系统完成了典型铆钉触点材料不同电流条件下接触电阻与接触压力间滞回特性的测量与分析。     

双馈异步发电机电刷滑环电阻变化理论与仿真研究

电刷与滑环间良好的电接触是双馈异步发电机稳定运行的前提．电刷滑环电阻是衡量电接触系统可靠性的重要指标。以1．5MW实际双馈风力发电机电刷滑环系统为研究对象．在计及周期性变化的滑环电阻的基础上,对运行过程中电刷滑环动态电阻进行定量分析和计算。利用PSCAD／EMTDC仿真软件．建立正常运行和故障运行下电刷滑环动态电阻数值模型和电路模型．并对电刷电流的间谐波进行理论分析和计算．通过对故障前后的电刷电流傅里叶变换值进行列比分析．得出结论：故障后电刷电流间谐波分量下降率远小于基波分量下降率．且故障下间谐波畸变率远大于正常时间谐波畸变率。该结论可作为双馈异步发电机电刷滑环运行稳定性的削据．对其状态监测和故障诊断具有实际指导意义。