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800～2 500A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。     

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。     

真空接触器动力学模型的仿真分析

应用有限元和动力学分析方法,完成了真空接触器动力学模型的仿真分析,得出分/合闸过程动触头行程曲线。同时,对真空接触器进行机械特性测试,通过仿真与试验结果的对比分析,验证了动力学模型的准确度和仿真方法的可行性,结果有助于真空接触器的产品开发设计。     

基于仿真与试验研究相结合的真空接触器故障模式分析

在实际运行中,由于真空接触器体积小,传动件、支撑件及绝缘件合为一体导致安装位移传感器困难。因此可以通过较容易获取的分合闸线圈电流波形来判断接触器的动作特性。为实现不同状态下分合闸线圈电流波形的横向对比,建立了真空接触器电磁机构的动态仿真模型。与实测线圈电流、衔铁位移曲线进行比对发现误差在10%以内。随后采用定量的模式,模拟分析了机械卡涩、线圈匝间短路、线圈电压异常、铁心间隙过大对线圈电流的影响,发现模型误差满足产品和工程的要求。     

双断口40.5kV真空容性开断最佳燃弧时间确定试验研究

为了分析双断口真空容性开断在断口非同期动作条件下的最佳燃弧时间,文中分析了双断口真空容性开断断口电压分布特性,研究了开断过程断口过电压计算表达式。采用电路原理分析方法,从理论上计算了不同燃弧时间下的断口过电压值。并对实际样机真空开断重燃特性进行了试验验证。基于理论计算结果及试验结果,给出了40.5 kV双断口真空永磁机构容性负载投切真空断路器燃弧时间参考值。     

双断口真空断路器的动态介质恢复协同特性

多断口真空断路器的串联断口间动态介质恢复协同作用对其弧后特性、开断能力有影响。为此搭建了双断口真空断路器试验样机,进行了合成回路试验,旨在得到双断口真空断路器的动态介质恢复协同特性。研究了不同间隙、不同触头结构、不同均压电容对动双断口真空断路器开断能力的影响,得到了不同组合方式下的开断增益特性,试验结果表明:双断口真空断路器最佳的组合方式是横纵组合方式且横磁触头在高压侧,这是由于这种组合电压分布更加均匀,由于真空间隙的变化影响电压分布特性,进而得到横纵组合方式最佳的间隙配合特性。通过试验得到了不同触头结构灭弧室的组合均压电容大小对开断能力的影响,均压电容选取在500~2 000 p F为宜,且两个纵向磁场触头结构组合在同期动作下开断能力最强。     

真空接触器采用永磁机构时的反力特性

论述了永磁机构的工作原理,分析了采用不同机构的真空接触器的反力特性.永磁机构是一种用永磁力作稳态保持、由电磁线圈提供动作能量的机械系统.     

交流接触器集成控制与仿真

将集成控制技术引入交流接触器的控制中,以智能功率芯片为核心,集成跨周期调制电路和功率开关管,以132 k Hz的高频工作模式,对交流接触器进行闭环控制。使用Multisim和Lab View软件,建立智能控制下的接触器闭环机电一体化仿真系统。通过仿真系统分析瞬态特性,合理设计控制模块的工作模式,从底层分析高频工作方式引起电子器件产生的噪声及抑制措施,达到对电磁机构动作特性的良好控制,试验验证了集成方案的可行性。     

基于模糊自适应控制的接触器过零投切系统研究

以负载变化不剧烈条件下高压动态无功补偿为研究背景,发挥接触器在高压领域的优势,针对接触器投切电容器造成的投切瞬间会产生浪涌电流及过电压的问题,提出接触器过零投切的同步关合控制方式。通过对接触器的动态特性分析,对真空接触器控制系统设计,并对接触器响应时间进行实验测试,基于接触器响应时间与操作电压以及环境温度的变化规律进行归纳,提出采用模糊自适应控制对不同环境温度以及操作电压下的接触器响应时间的预估方法,做到投切电容器的时间控制在电压电流零点附近的1ms内,并进行相应的仿真与实验验证,取得了良好的效果。所作研究可有效控制电容器在投切瞬间产生的浪涌电流和电压闪变的不利影响,确保在满足系统无功补偿的条件下实现电网的安全稳定运行。     

真空断路器动作特性受运动阻尼影响的研究

电网中开关操作时间的准确性和稳定性是实现开关选相操作的前提,环境温度是影响开关操作准确性的重要因素之一。在对真空断路器动作特性受温度影响的研究中发现每台机构的运动阻尼参数具有独特性,且会随环境温度变化而变化。为探究不同运动阻尼对真空断路器动作特性的影响,对多台同型号真空断路器进行变温实验,得出温度影响下运动阻尼对断路器动作特性影响的普适性规律。通过多组断路器温度实验的对比,得到运动阻尼随温度的变化规律,并结合ANSYS仿真对运动阻尼进行量化分析,运用MATLAB拟合得出各温度下阻尼与行程间的关系公式。研究表明:对于真空断路器,运动阻尼的不同会导致动作特性发生明显变化,且低温环境下阻尼差异的影响比高温环境下大;断路器合闸动作中运动阻尼量化值整体随环境温度升高先减小后小幅增大。     

交流接触器短路环的设计分析

阐述了交流接触器短路环的工作原理。从交流接触器的动作特性、温升、功耗等方面进行仿真和试验。对比分析了影响短路环特性的几个重要因素,为接触器短路环的设计、产品性能提升和改进提供参考。     

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1 200 kW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。     

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1 200 kW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.     

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。     

并联双线圈式直流接触器电磁机构合闸动作特性研究

直流接触器是新能源系统以及电动汽车中配置最为广泛的开关电器之一。而直流接触器的动态特性是衡量直流接触器性能的重要指标之一。本文以并联双线圈式直流接触器为研究对象，建立了直流接触器电磁机构的动力学模型，利用基于Adams与Maxwell的联合仿真研究方法对直流接触器的电磁机构进行合闸过程的仿真分析，研究结果表明，机构合闸动作的仿真合闸时间与试验合闸时间相吻合，验证了该仿真方法的正确性；同时研究了弹簧参数和线圈参数等因素对机构合闸运动特性的影响，研究发现在一定范围内弹簧预压力变化对合闸时间影响不大，线圈安匝数增大会导致合闸时间变小，线圈内阻增大会导致合闸时间变大且动触头弹跳更剧烈。本文的仿真方法与结果能为直流接触器电磁机构的改进设计与优化提供一定参考。     

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。     

线圈电流零相位分断下交流接触器电寿命预测

交流接触器电寿命受多种因素影响,其线圈控制方式是主要影响因素之一。线圈电流零相位分断方式是控制交流接触器分断的常见方式之一,其分断方式会严重影响交流接触器电寿命。首先,分析了线圈电流零相位分断方式下交流接触器动作特点,发现其三相触头磨损不均匀,某相触头磨损最大;其次,提出利用交流接触器首熄弧相的分布均匀度来判别触头磨损最大相的方法,并根据触头磨损最大相最先失效理论建立了交流接触器电寿命预测模型;最后,采用交流固态继电器对线圈进行控制并进行交流接触器电寿命试验,通过对试验数据进行分析,验证了文中建立寿命预测模型的有效性。     

斜极面交流接触器动态特性与优化设计研究

采用ANSYS有限元软件对平极面铁心的交流接触器动态特性进行仿真计算并通过高速摄像机进行了机构动态特性的非接触测试验证,证明仿真计算的正确性.在此基础上计算了斜极面铁心交流接触器在不同斜角度下的吸力特性,对平极面交流接触器与斜极面交流接触器静态特性进行比较分析.最后采用基于遗传算法的人工鱼群优化算法对斜极面交流接触器进...     

双断口真空断路器配合特性仿真与试验

针对目前多断口真空断路器多采用并联均压电容,均压可能存在运行隐患的问题,通过研究双断口真空断路器间隙,配合和不同横磁(TMF)触头和纵磁(AMF)触头真空灭弧室组合取缔均压电容得到最佳的开断能力。基于真空电弧连续过渡模型建立了双断口真空断路器仿真模型,通过仿真与合成回路试验,研究了不同燃弧时间、不同期性和不同组合方式对开断能力的影响。仿真得到横纵组合方式具有最强的开断能力,且非同期动作(高压侧滞后动作)具有更强的开断能力,并得到了双断口真空断路器最佳间隙配合特性。试验结果验证了仿真结果,并且证明了双断口真空断路器非同期动作存在电压分布反转和开断突变区间。最后得到双断口真空断路器优化方案——对真空灭弧室的优化和非同期间隙的最佳配合,实现自均压效果进而取缔均压电容,为多断口真空断路器的发展提供了新的思路与方法。     

一种断路器三相不一致保护时间继电器校验方法

<正>通过理论分析与试验验证，证明了基于机械特性测试仪的三相不一致保护整定时间校验方法具有可行性。提出了两种接线方式，可根据实际需要进行选择。该方法可对动作时间和最低动作电压进行校验，仪器参数设置均可参照真空断路器机械特性试验。