張志勇

摘要：本文通過(guò)對(duì)接觸器進(jìn)行通斷的過(guò)程當(dāng)中所使用的智能操作進(jìn)行控制，可以對(duì)觸頭電弧的侵蝕進(jìn)行大幅度的降低，并對(duì)接觸器自身的電氣壽命進(jìn)行大幅度的提高。作為當(dāng)前智能化電器的一個(gè)十分重要的分支，本文對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行的研究進(jìn)行了分析，并對(duì)接觸器在進(jìn)行智能操作的接通過(guò)程進(jìn)行了方法上的解決探索。

關(guān)鍵詞：交流接觸器 通斷過(guò)程 智能操作

對(duì)于低壓電器來(lái)說(shuō)，其中有兩個(gè)最關(guān)鍵的特性是十分重要的。其中之一就是通斷特性，對(duì)于當(dāng)前幾乎所有的控制電器來(lái)說(shuō)，這種特性所代表的含義就是電器壽命的構(gòu)架；第二個(gè)就是保護(hù)特性。這種保護(hù)特性意味著低壓電器不會(huì)在特定場(chǎng)合下因?yàn)檎`操作導(dǎo)致整體系統(tǒng)損壞，也就是使得低壓電氣系統(tǒng)擁有了某種程度上的容錯(cuò)機(jī)制。在智能電氣隊(duì)微處理機(jī)和電子技術(shù)進(jìn)行了大幅度的引進(jìn)之后，其針對(duì)性的保護(hù)功能跟傳統(tǒng)的電器相比獲得了巨大的提高。通過(guò)對(duì)電子技術(shù)的引進(jìn)，整套控制電器的電磁系統(tǒng)智能控制的方式得到了極大程度上的優(yōu)化，其通斷的性能也得到了大幅度的提高。這就是電器智能化的另外一種方式。

對(duì)于交流接觸器構(gòu)建下的電磁系統(tǒng)的智能控制方案，尤其是在AC-3的這種使用限定下的框架進(jìn)行智能化的操作，使其電壽命進(jìn)行提高，這已經(jīng)成了當(dāng)前的一種主流思潮。現(xiàn)在在我們國(guó)家以及歐美科技發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)的研究，但是相對(duì)于其他科學(xué)，這方面的資料相對(duì)來(lái)說(shuō)還是比較少的。希望作者能夠借助本文拋磚引玉，和同行共同討論這方面的知識(shí)。

1 接觸器的智能聯(lián)通構(gòu)建

所謂的接觸器的智能聯(lián)通構(gòu)建，就是指利用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整套開(kāi)關(guān)電器自身的接通和分段進(jìn)行增強(qiáng)。目前已經(jīng)有了大量的研究工作表明，通過(guò)對(duì)當(dāng)前電磁系統(tǒng)的自身智能化構(gòu)架操作，我們可以對(duì)AC-3類別框架中的接觸器使用壽命進(jìn)行大幅度的提高。

在整體的AC-3實(shí)用類別的構(gòu)建之下，接觸器自身的觸頭所產(chǎn)生的侵蝕主要產(chǎn)生在進(jìn)行閉合的操作過(guò)程當(dāng)中。這個(gè)原因很簡(jiǎn)單，AC-3的工作類別下對(duì)接觸器自身的閉合條件構(gòu)建比較嚴(yán)苛，也就是說(shuō)在規(guī)定的電壓下，瞬時(shí)間閉合相當(dāng)于當(dāng)前電動(dòng)機(jī)自身啟動(dòng)6倍大小的電流。但是在整個(gè)觸頭的閉合實(shí)踐當(dāng)中，由于動(dòng)觸頭和靜觸頭自身的碰撞產(chǎn)生了震動(dòng)，這種震動(dòng)所造成的斷續(xù)電弧就是當(dāng)前觸頭被腐蝕的主要構(gòu)成。一般說(shuō)來(lái)，在觸頭的材料構(gòu)建為AgSnO2的時(shí)候，觸頭電弧自身的近極壓降數(shù)值為9V-12V。同時(shí)觸頭自身的振動(dòng)時(shí)間就大約為2毫秒到5毫秒。如果對(duì)這個(gè)振東時(shí)間進(jìn)行減少的話，那么電弧的自身能量就可以進(jìn)行降低，并且對(duì)觸頭自身所受到的電弧侵蝕量進(jìn)行大幅度的降低。

根據(jù)研究表明，操作電磁鐵自身的動(dòng)態(tài)吸力和反作用力進(jìn)行高效的配合，就可以十分有效地降低接觸頭的瞬間振動(dòng)速度，從而大幅度降低接觸頭自身的侵蝕，也就直接提升了接觸器在AC-3的條件下所能構(gòu)建的壽命范圍。

為了達(dá)到剛才所說(shuō)的電磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)吸力和反作用力的高效配合，我們就可以利用電子線路接觸器自身攜帶的電磁鐵線圈進(jìn)行高效的控制。這種控制的結(jié)構(gòu)圖我們可以先看下圖。

在這個(gè)圖中，這個(gè)電磁鐵自身的線圈從電源引出，通過(guò)電子線路進(jìn)行對(duì)應(yīng)的供電，而對(duì)其供電的大小幅度可以根據(jù)電磁系統(tǒng)自身的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行最佳配合以及調(diào)整。這種調(diào)整是自動(dòng)的，目的就是大幅度減少觸頭被腐蝕的可能性，同時(shí)會(huì)提高AC-3系統(tǒng)構(gòu)建下工作狀態(tài)電壽命。這就是利用了電磁系統(tǒng)自身的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行構(gòu)建，在各種類型的傳感器檢測(cè)之后以反饋信號(hào)的方式輸送到電子線路當(dāng)中，從而構(gòu)架形成了一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)的電系統(tǒng)，并通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)來(lái)對(duì)當(dāng)前電磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行高效優(yōu)化的最佳控制。在這里我們可以把它當(dāng)作反饋信號(hào)構(gòu)架下的電磁動(dòng)態(tài)參數(shù)特性反饋，并分成以下的三個(gè)大方面。

首先是機(jī)械自身特性。這個(gè)可以分成動(dòng)態(tài)部分的加速度構(gòu)建、速度構(gòu)建和位移構(gòu)建。

其次是磁特性構(gòu)建。這部分可以分為鐵芯當(dāng)中的磁通和磁通密度構(gòu)建。

第三就是電特性構(gòu)建。這部分就可以分為整體線圈中的回路電阻構(gòu)建和電流構(gòu)建。

根據(jù)這個(gè)原理，德國(guó)的金鐘·莫勒公司就會(huì)在當(dāng)前的大容量交流接觸器上對(duì)其進(jìn)行了高等級(jí)控制電磁系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的智能化接通的操作框架，并開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的產(chǎn)品。

2 接觸器自身的智能判斷方式

通過(guò)定向分閘來(lái)使得接觸器自身的觸頭在電流達(dá)到0的時(shí)候自動(dòng)分?jǐn)啵@就是關(guān)于無(wú)電弧開(kāi)關(guān)的設(shè)想構(gòu)架，也有許多的學(xué)者曾經(jīng)做過(guò)大量的研究和實(shí)驗(yàn)。但是因?yàn)橛|頭的系統(tǒng)自身機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)間高精度控制難度極高，因此對(duì)于這個(gè)方案進(jìn)行實(shí)踐還有大量的困難。最近這些年，研究人員做了一些別的途徑試圖對(duì)接觸器進(jìn)行分?jǐn)嗟臅r(shí)候所產(chǎn)生的觸頭腐蝕進(jìn)行降低。根據(jù)國(guó)外學(xué)者提出的電弧電子電位模型構(gòu)建，可以探討出一種理論就是，如果整個(gè)觸頭之間的開(kāi)距能夠保持在0.1mm，那么兩個(gè)電極就可以從電弧當(dāng)中接收到兩邊相等的能量供應(yīng)，從而在這種平均化消耗的基礎(chǔ)上降低觸頭自身的電弧侵蝕最小化構(gòu)建。根據(jù)這一原理，兩位外國(guó)學(xué)者制造了一個(gè)240V，10A的模型接觸器，整個(gè)接觸器自身的電磁系統(tǒng)使用電子線路進(jìn)行對(duì)應(yīng)的供電。這個(gè)電子線路在電源構(gòu)建下的第一個(gè)半波當(dāng)中通過(guò)小電流方式對(duì)整個(gè)線圈進(jìn)行激磁，在這種前提下讓可動(dòng)的部分有一個(gè)幾乎能夠達(dá)到常規(guī)數(shù)值的10mm/s速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)半波結(jié)束之后的一剎那，觸頭之間的開(kāi)距僅為0.1mm，在整個(gè)第一個(gè)半波結(jié)束之后對(duì)線圈的激磁電流進(jìn)行增加之后，觸頭可以快速斷開(kāi)。在上文提到的240V和10A的條件構(gòu)架下，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)接觸器進(jìn)行了2000次的操作，然后通過(guò)SEM對(duì)實(shí)驗(yàn)體進(jìn)行觀察，觀察在有電子和無(wú)電子的控制下，整個(gè)觸頭表面受到當(dāng)前電弧所侵蝕的程度構(gòu)架。在這種情況下，研究表明帶有電子控制的觸頭表面所受到的電弧所侵蝕的程度較低，其表面構(gòu)造比較平整，相對(duì)于沒(méi)有受到電子控制的觸頭表面受到侵蝕的程度大幅度降低。圖2為當(dāng)兩個(gè)觸頭之間的間距為0.1mm的時(shí)候，兩個(gè)電極自身接收到電弧的能量和分?jǐn)嚯娏髦g的具體關(guān)系框架構(gòu)建。從這張圖中我們可以看見(jiàn)，在進(jìn)行試驗(yàn)的范圍內(nèi)兩個(gè)電極之間和所獲得的電弧能量幾乎是相等的。但是這項(xiàng)研究目前僅僅針對(duì)小容量的接觸器構(gòu)架。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)當(dāng)前的電磁系統(tǒng)進(jìn)行控制，我們可以實(shí)現(xiàn)接通和分段的智能化操作。如果降低觸頭互相接觸的速度，就可以降低振動(dòng)，減少能量。通過(guò)電子電位模型可以在小容量的接觸器當(dāng)中降低侵蝕。

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