基于多反馈参量的交流接触器自适应吸持控制策略

交流接触器的吸持大多通过单一控制线圈电流或电压实现,因此无法兼顾可靠吸持和节能运行的要求,该文对交流接触器不可靠吸持特性进行理论分析、建模仿真和实验测试,得到动、静铁心分离过程中线圈感应电动势的变化规律,并以此为基础,提出一种基于多反馈参量的交流接触器自适应吸持控制策略。以交流接触器正常运行中的触头电流、线圈电流以及不可靠吸持发生时线圈的感应电动势为反馈参量,通过对参量的监测并根据不同的工作状态输出相应的控制信号,使接触器即使处于较低的吸持电压下,依然具备较高的吸持稳定性。基于该策略,设计了控制模块并进行实验验证。结果表明,利用该控制策略可以有效实现接触器的节能运行与可靠吸持,减小吸持能耗并提高交流接触器的工作稳定性。     

组合式交流接触器全过程智能控制策略

针对传统的交流接触器三相触头共用一个电磁系统,无法实现三相电路定相分合闸问题,本文设计了一种异步组合式的交流接触器控制策略,对其动作全过程进行控制.吸合过程采用线圈电流滞环比较控制策略,有效改善了触头弹跳,使机构动作时间更加稳定,提升了定相合闸控制的准确率;在分析了接触器长期工作下线圈电阻增大而引发的不可靠吸持问题,提出了一种基于数控开关电源的自适应吸持电压控制策略,兼顾了可靠吸持和节能运行;分断过程采用基于三相触头电流过零时序的零电流分断控制策略,有效实现了触头电流过零分断.最后进行了实验验证,结果表明,该控制策略可以有效地实现零电压合闸、零电流分断控制,并可根据不同的工况自适应调节线圈保持电压,提高了交流接触器工作的稳定性.     

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。     

基于磁链反馈的智能交流接触器串级控制策略

为降低智能交流接触器频繁操作下的线圈温升,该文提出基于磁链反馈的串级控制策略,在智能接触器吸合过程中根据磁链调节线圈电流,实现吸合过程线圈电流的自调节。在串级控制策略中,通过平均励磁电压、线圈电流和线圈电阻反演接触器电磁机构的磁链,根据磁链调整接触器吸合过程的线圈电流参考值,使线圈电流在动静铁心闭合过程中逐渐减小,直到动静铁心稳定闭合。利用3种不同规格的双E型交流接触器验证控制策略的有效性并以其中一种为例与恒流控制策略进行实验比对,实验结果表明串级控制策略可在保证接触器快速合闸的同时实现接触器吸合过程线圈电流的自调节,有效的降低频繁操作下的线圈温升。     

基于电流变化的交流接触器分段电压智能化控制研究

在总结国内外多种控制方案的基础上,根据接触器吸合阶段线圈中电流随铁心气隙变化呈现出的规律,提出了以线圈电压和电流变化为参量的智能化控制方案.通过电压电流采样,动态改变控制信号占空比,达到了实时调节线圈电流,实现了交流接触器的智能控制,优化了触头的碰撞速度,提升了接触器的机械特性和可靠性,降低了能耗.     

交流接触器节能控制模块的研究

针对两种线圈结构的交流接触器分别设计了节能控制模块,制作电路板并完成了电路调试和试验测试工作.结果显示,接触器能够在国家规定的电压波动范围内满足铁心吸合和释放的要求,同时线圈功耗能够达到国家规定的2级水平,线圈温升满足国家标准规定要求.同时价格低廉,符合工业生产和使用的要求.     

交流接触器电压暂降非单调抗扰特性分析

交流接触器的电压暂降抗扰特性可能会出现非单调性,使得其电压暂降免疫评估出现错误。为分析产生交流接触器电压暂降非单调抗扰特性的原因,文中建立了计及控制线圈电气特性的交流接触器详细数学模型。通过求解模型,获得了电压暂降下控制线圈电流和弹簧压缩距离,从理论层面分析了交流接触器的电压暂降抗扰特性。电压暂降发生时,控制线圈电流中可能会出现非周期分量,而非周期分量的大小决定了控制线圈电磁力的大小,从而决定了电压暂降抗扰特性。研究表明:控制线圈电流分周期分量与电压暂降起始角密切相关,是产生交流接触器电压暂降非单调抗扰特性的根本原因。最后,通过对交流接触器的实验测试,验证了理论分析结果的正确性。     

智能接触器准临界电流搜索自起动控制

提出一种智能接触器准临界电流自起动控制策略。通过分析电流强迫下跌现象,推导维持电流闭环的约束条件,建立了反映触头运动状态的通用反馈信号,将下降拐点处的线圈电流定义为准临界起动电流;采用模糊观测,为不同容量的接触器首次起动提供电流初值;设计双极性数字电流闭环,基于高动态响应的电流在线搜索,不断逼近当前工况下的起动临界电流,实现吸反力良好配合的自起动过程控制。所提控制策略能够自适应获取准临界起动电流,抑制触头弹跳,对本体参数变化、电压波动不敏感,兼具卡涩故障警报、线圈过流保护等优点;相关仿真及实验验证了控制策略的有效性。     

基于单极开关的并联型接触器同步控制策略

将接触器触头以并联形式连接构成并联型接触器来实现扩容运行,由于触头系统互相独立,通断过程的同步性以及吸持过程的稳定性难以保证,因此该文提出一种基于单极开关的同步控制策略:通过对各极接触器线圈控制信号的逻辑处理,对各个单极开关独立触头系统进行关联控制,实现各极接触器定相合闸动作与零电流分闸动作的同步性。通过检测并联型接触器分断过程中的电流转移现象,在线判别分断顺序及分断时刻,对分断顺序进行动态调整,并跟随接触器分断动作时间变化,将分断时刻自适应调整在设定的零电流分断区域内。在吸持过程中,为防止发生不同步误动作,设计常态与非常态两种线圈电流控制模式,以触头工况为反馈自适应调整线圈电流控制模式,改变吸持过程线圈电流保持不变的单一节能运行控制方式,实现并联型接触器的自适应同步稳定吸持。相关实验验证了控制策略的有效性。     

用电设备电能质量敏感度测试系统研究

提出了电能质量敏感度测试系统的概念,对其组成、用途、功能进行了定义和描述;以交流接触器为例,建立了数学模型,并对其电能质量敏感度进行了仿真研究;用大功率电能质量信号发生装置与某型号的交流接触器构成电能质量敏感度测试系统,通过改变接触器线圈输入电压的跌落幅值和持续时间进行了大量的实验,得到了反映交流接触器对于电压跌落耐受能力的ITI曲线.仿真和试验所得结果可以为交流接触器在生产过程中的测试提供参考,并能推广到对其它用电设备进行电能质量敏感度测试.     

带反馈控制的智能交流接触器

提出一种带反馈控制的智能交流接触器,利用反馈系统的自动调压,使吸合过程的动态吸力与反力合理配合,大幅度提高AC3工作条件下的电寿命,电磁铁闭合后,使线圈激磁保持低电压,以节约能量.文中提供了实验数据,证实了智能接触器的上述性质.     

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。     

永磁接触器磁场有限元分析及控制单元设计

永磁接触器可以克服普通电磁式接触器存在的耗能、线圈易烧毁等缺点,该文研究了永磁接触器磁场分布特点,并开发了一套参数化的磁场有限元分析软件,可以计算所有动铁心位置的磁场和电磁力。论文基于磁场有限元分析设计了63A永磁式接触器,分析了铁心中的磁场,给出了永磁保持力的计算和测试结果,计算精度满足实际工程要求。此外,还设计了具有欠压和失压保护功能的分合闸控制单元,并采用MATLAB仿真计算了分合闸过程中的电容充放电过程,仿真结果与测量结果吻合很好。     

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.     

仿真技术在交流接触器设计中的应用

静态吸力和反力良好的配合,是提高接触器寿命的关键,而准确的电磁吸力计算,又是实现吸反力良好配合的基础。利用ANSYS软件的二次开发仿真技术,假设一初始线圈电流,通过ANSYS有限元分析与传统磁场计算公式结合计算相应的电压值,经多次迭代实现线圈电流的计算,从而最终实现电磁吸力计算。计算结果经试验验证具有较高的精度。     

500 kV隔离开关控制接触器频繁故障的原因分析及反事故措施

通过分析500 kV隔离开关控制接触器在操作过程中的电压、电流波形,认为在接触器线圈励磁返回瞬间,线圈回路出现的暂态冲击是造成其频繁故障的原因,提出了在接触器线圈两端加装消弧回路的反事故措施。通过对2种消弧回路的效果对比,最终选择加装二极管串联电阻的消弧回路。     

永磁安装位置对永磁接触器动态特性的影响

永磁体是永磁接触器的关键组成部件,安装在静铁心或动铁心上会呈现出不同的动态特性.本文基于三维有限元方法,采用耦合电压的方式求得线圈的电流密度,构建位移-电流-电磁力三者关系,据此对分合闸动态过程进行了仿真和实验研究.结果表明,永磁体两种不同安装位置对永磁接触器合闸过程的动态特性影响较小;而永磁体安装在动铁心上,分闸时通电线圈与永磁体间会出现短暂的斥力,分闸时间要明显短于永磁体安装在静铁心上.本文工作为永磁接触器的永磁安装位置的选择提供了科学依据.     

交、直流控制新型智能交流接触器的研制

针对接触器闭合过程二次回跳造成触头侵蚀而影响接触器电寿命的问题,说明交、直流控制新型智能交流接触器研制的必要性和可行性.提出采用瞬时力控制获得理想吸力曲线的方法开发适用于交流接触器的通用芯片控制电路,做成既可用交流电源控制又能用直流电源控制且具有测量等功能的系统,真正实现交流接触器的智能化、小型化、多功能化,延长了接触...