智能交流接触器动态仿真和实验研究

仿真了智能交流接触器的动态特性,分析了智能控制对其特性的影响和优化。基于多段电压控制,通过改变输入控制PWM占空比调整线圈电压。应用AN-SYS软件计算静态电磁吸力,应用ADAMS软件计算动态过程中的速度、加速度和触头行程。与普通接触器比较,该智能交流接触器触头弹跳和能耗明显减少。     

交流接触器的同步控制

合闸相角对交流接触器的动态特性,尤其是触头碰撞弹跳有重要影响.首先用定相合闸装置,对一台80 A的样机在不同的合闸相角下的触头弹跳时间进行测量;然后采用虚拟样机技术,对交流接触器闭合的动态全过程进行仿真研究.最后提出了一种交流接触器的同步控制方法.     

永磁接触器位移分段PWM控制及吸合过程动态特性分析

在分析永磁接触器吸合特性的基础上,提出位移分段的控制策略,实时检测接触器动铁心位移,并据此调整控制电压脉宽调制(pulse width modulation,PWM)占空比,使接触器的动态吸力和反力特性达到良好的配合,实现最优运动特性下的吸合控制。建立在位移分段PWM智能化控制下吸合过程的动态特性方程,耦合电压平衡方程和机械运动方程,采用4阶龙格-库塔算法仿真永磁接触器整个吸合动态过程。仿真结果与实验测量较吻合,验证了动态特性方程和仿真方法的正确性。最后,针对提出的控制策略,通过实验比较了4种不同分段的PWM控制方案,选出了最佳,可显著降低永磁接触器动触头及动铁心的闭合速度,并减少由其碰撞带来的触头一、二次弹跳。     

交流接触器触头弹跳的仿真及影响因素

交流接触器在接通电路时,动触头产生的弹跳不仅影响系统的性能,而且降低接触器的电寿命.本文建立了接触器闭合过程的动态数学模型,利用ADAMS软件的用户自编程实现了闭合过程的机械运动方程、电磁场方程和电路方程的耦合求解,并采用泊松模型处理了触头和铁心的接触约束,实现了对接触器动态全过程和触头弹跳的仿真分析.在此基础上研究了合闸相角、触头弹簧参数和线圈电压对动触头弹跳的影响,通过实验对计算结果进行了验证,为研究接触器的动态特性和触头弹跳提供了途径.     

无位置传感器的智能永磁接触器弱磁控制及合闸动态特性分析

针对永磁接触器提出了一种弱磁控制策略,实现合闸过程的智能化闭环控制,使其动态吸力和反力达到良好配合.结合磁路和电路模型,实现了动铁心实时位移信号的无位置传感器检测.耦合电压平衡方程和机械运动方程,建立了弱磁控制策略下合闸过程的动态数学模型,并采用4阶龙格-库塔法仿真了合闸动态过程.实验结果表明,通过调整和优化正、反向PWM占空比,可实现线圈正、反向电流的有效控制,由此调节动触头和动铁心的运动速度,使触头一、二次弹跳明显减少.仿真与实验结果比较吻合.     

交流接触器动态过程及触头弹跳的数值分析与实验研究

交流接触器的动态过程分析对于其优化设计非常重要，而且触头及铁心的振动弹跳直接影响交流接触器的寿命。耦合电路、电磁场和计及可动部分碰撞的机械运动方程并考虑摩擦力的影响，采用虚拟样机技术，研究交流接触器闭合的动态全过程，尤其是在不同合闸相角下，触头间的碰撞弹跳现象。用两种方法求解电磁参数，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磁链和电磁吸力值；而在小气隙时考虑分磁环的作用，引入磁路方法简化此时的电磁吸力计算。实验表明，提出的方法是有效的。     

带电流反馈的永磁接触器动态特性仿真与分析

接触器的动态特性分析对于其优化设计非常重要。针对一种新型带电流反馈系统的永磁智能接触器,提出了一组多态方程组。该方程组的状态与反馈电流值相耦合,并随着反馈电流和线路中多个比较器的输出信号的变化而相互转化,同时其耦合了电路、电磁场和可动部分摩擦的影响。利用该方法,基于多体动力学模型,模拟仿真了带电流反馈永磁接触器的整个闭合过程。实验证明所提方法是正确的。利用所提出的方法,研究了各硬件参数对控制系统性能的影响,并给出了其设计准则。实验证明采用最佳控制参数的智能接触器较原样机可大幅节能并减少触头弹跳。     

智能交流接触器自校正控制技术

将电力电子传统的电压控制模式及Buck电路经改造应用于交流接触器的智能控制中,实现了智能交流接触器的闭环控制。在此基础上,提出了加入主触头状态捕捉电路的自校正控制方案,分析自校正控制的工作原理,采用电流扫描方式实现自校正控制,使智能交流接触器具有起动过程自校正功能,减少了智能交流接触器起动过程中的触头弹跳。通过对自校正参数的记忆,精确复现起动电流,减少了智能交流接触器在线运行的触头弹跳。该控制方案对接触器本体的结构参数依赖较低,对输入电压波动不敏感,可以自动调整吸力特性,不需要对接触器进行复杂的建模仿真即可完成相对优化的过程控制,提高智能交流接触器的电寿命,结合相关实验验证了方案的有效性。     

交流接触器三维动态过程数值计算与分析

为了全面提高交流接触器的整体性能指标,该文建立了含触头系统与电磁系统的交流接触器全仿真三维动态模型,考虑运动过程中摩擦力、碰撞过程形变等因素的影响,将描述材料形变量的本构方程、运动方程以及边界约束引入控制方程中,建立三维运动数学模型。通过实验对模型进行验证,重点考核铁心与触头的弹跳情况。实验结果表明该三维仿真模型能真实反应交流接触器触头、铁心的吸合弹跳过程。通过仿真模型分析触头一次弹跳、二次弹跳以及铁心弹跳的影响因素,分析了合闸相角、电压、铁心弹簧、触头弹簧等参数对触头、铁心吸合弹跳的影响,为进一步研究交流接触器吸合弹跳抑制措施提供理论依据。     

交流接触器虚拟样机设计技术

采用虚拟样机技术,建立全面反映交流接触器动态特性的三维虚拟样机模型,模型包含完整触头系统、铁心系统及连接部件,从而考虑结构特点对其运动特性的影响。引入Ansys/LS-DYNA动力学分析软件,采用基于连续介质力学的有限元法考虑机构之间的非线性接触、碰撞问题及弹性材料的形变作用,计算接触器动作过程中的触头弹跳情况。通过三维可视化界面得到触头、铁心等运动部件位移、速度随时间变化情况,对接触器动态特性进行直观地分析。通过交流接触器虚拟样机模型的仿真,从机械动力学角度,分析触头系统闭合速度和触头弹簧初压力、金属簧片物理特性及触头表面摩擦系数对触头弹跳的影响。交流接触器的三维虚拟样机设计对其结构优化设计具有良好的理论依据和实用价值。     

双线圈节能接触器的动态特性仿真及优化

接触器的动态过程分析对其优化设计非常重要。针对用按钮控制的双线圈节能接触器,提出一种动态仿真方法。基于这种接触器拥有双线圈转换的独特性,该方法建立了2组联立的方程:一组描述转换前的情况,一组描述转换后的情况,并引入了2个特定的传递函数,将双线圈归化为一个线圈以使计算简便。这些方程耦合了电路、电磁场和计及可动部分的机械运动方程,并考虑了摩擦力的影响。实验表明,利用提出的方法进行仿真,得到的结果与实验结果相当吻合。利用提出的方法对2个线圈的转换位置进行了优化设计,优化结果使接触器一次和二次弹跳明显降低。     

一种新型交流接触器动态特性及触头弹跳快速检测装置

利加高速嵌入式单片机和高速信号处理器FPGA,实现快速、准确的参数测量。连续检测电磁系统在不同相角接通、分断触头的动态特性和弹跳时间,同时兼容接触器线圈的常用电压等级。为分析产品性能和稳定性提供了解决途径。     

智能交流接触器全过程动态优化设计

提出一种基于蚁群算法和人工神经网络的智能交流接触器全过程动态优化设计方案.在接触器吸合阶段,通过建立蚁群算法的动态优化计算程序,寻找最佳的控制参数与结构参数,实现合闸过程的最优控制,大大减少了触头的弹跳,降低了铁心之间的撞击,从而优化铁心结构.在分断过程中,通过建立测试线圈上感应电压变化规律神经网络曲线库,预测相应磁路中磁通变化规律,由此建立分断过程动态计算数学模型,进一步进行全过程动态优化设计,加快智能交流接触器的产品化进程.     

智能交流接触器动态吸合过程研究

智能交流接触器采用智能控制系统，对接触器吸合、吸持、分断全过程进行动态控制。提出智能交流接触器吸合过程动态控制的概念，该概念是应用智能控制系统按不同电源电压(激磁电压)调节控制参数，如：合闸相位角、吸合过程强激磁的接通和断开时间等，由此改变铁心在吸合过程中的运动速度，减少铁心撞击，消除接触器的主触头在吸合过程中一、二次弹跳，从而减少触头磨损，提高各项性能指标。在大量实验和动态计算的基础上，进行动态优化设计，得出满意设计结果。     

智能交流接触器零电流分断技术

零电流分断技术是交流接触器智能化研究的重要内容。本文采用Ansys电磁场软件和基于遗传算法的人工鱼群优化算法对智能交流接触器电磁动作机构进行以快速分断为目标的优化计算,不仅保证智能交流接触器可靠与优化的接通过程,而且实现了动作机构快速释放,从而大幅度减小机构分散性对三相触头特别是首开相触头零电流分断准确性与稳定性影响,提高零电流分断的可靠性,从而提高了交流接触器智能化技术的研究水平。根据优化设计结果加工了样机,对样机测试与试验的结果表明,智能交流接触器的分断时间大幅缩短,三相触头分断时间稳定性也得到明显改善,因此零电流分断的可靠性显著提高。     

智能交流接触器零电流分断控制技术

本文通过对三相系统的电流波形分析，提出实现智能交流接触器三相触头的零电流分断控制方案。通过发稿 触器触头系统的结构，使三相触头系统具有不同的开距。通过实验，找出首开相的最佳分断控制区域。实现了传统交流接触器无法实现的零电流分断控制技术。从而大大提高了接触器的电寿命，提高了接触器的操作频率。通过在接触器中对此技术的深入研究，可进一步扩大到其他开关电器中，是一种有着广阔前景的新技术。