交流接触器通断过程的智能操作

张志勇

摘要：本文通过对接触器进行通断的过程当中所使用的智能操作进行控制，可以对触头电弧的侵蚀进行大幅度的降低，并对接触器自身的电气寿命进行大幅度的提高。作为当前智能化电器的一个十分重要的分支，本文对这一领域进行的研究进行了分析，并对接触器在进行智能操作的接通过程进行了方法上的解决探索。

关键词：交流接触器 通断过程 智能操作

对于低压电器来说，其中有两个最关键的特性是十分重要的。其中之一就是通断特性，对于当前几乎所有的控制电器来说，这种特性所代表的含义就是电器寿命的构架；第二个就是保护特性。这种保护特性意味着低压电器不会在特定场合下因为误操作导致整体系统损坏，也就是使得低压电气系统拥有了某种程度上的容错机制。在智能电气队微处理机和电子技术进行了大幅度的引进之后，其针对性的保护功能跟传统的电器相比获得了巨大的提高。通过对电子技术的引进，整套控制电器的电磁系统智能控制的方式得到了极大程度上的优化，其通断的性能也得到了大幅度的提高。这就是电器智能化的另外一种方式。

对于交流接触器构建下的电磁系统的智能控制方案，尤其是在AC-3的这种使用限定下的框架进行智能化的操作，使其电寿命进行提高，这已经成了当前的一种主流思潮。现在在我们国家以及欧美科技发达国家已经开展了相关的研究，但是相对于其他科学，这方面的资料相对来说还是比较少的。希望作者能够借助本文抛砖引玉，和同行共同讨论这方面的知识。

1 接触器的智能联通构建

所谓的接触器的智能联通构建，就是指利用微电子技术和计算机技术对整套开关电器自身的接通和分段进行增强。目前已经有了大量的研究工作表明，通过对当前电磁系统的自身智能化构架操作，我们可以对AC-3类别框架中的接触器使用寿命进行大幅度的提高。

在整体的AC-3实用类别的构建之下，接触器自身的触头所产生的侵蚀主要产生在进行闭合的操作过程当中。这个原因很简单，AC-3的工作类别下对接触器自身的闭合条件构建比较严苛，也就是说在规定的电压下，瞬时间闭合相当于当前电动机自身启动6倍大小的电流。但是在整个触头的闭合实践当中，由于动触头和静触头自身的碰撞产生了震动，这种震动所造成的断续电弧就是当前触头被腐蚀的主要构成。一般说来，在触头的材料构建为AgSnO2的时候，触头电弧自身的近极压降数值为9V-12V。同时触头自身的振动时间就大约为2毫秒到5毫秒。如果对这个振东时间进行减少的话，那么电弧的自身能量就可以进行降低，并且对触头自身所受到的电弧侵蚀量进行大幅度的降低。

根据研究表明，操作电磁铁自身的动态吸力和反作用力进行高效的配合，就可以十分有效地降低接触头的瞬间振动速度，从而大幅度降低接触头自身的侵蚀，也就直接提升了接触器在AC-3的条件下所能构建的寿命范围。

为了达到刚才所说的电磁系统动态吸力和反作用力的高效配合，我们就可以利用電子线路接触器自身携带的电磁铁线圈进行高效的控制。这种控制的结构图我们可以先看下图。

在这个图中，这个电磁铁自身的线圈从电源引出，通过电子线路进行对应的供电，而对其供电的大小幅度可以根据电磁系统自身的特点来进行最佳配合以及调整。这种调整是自动的，目的就是大幅度减少触头被腐蚀的可能性，同时会提高AC-3系统构建下工作状态电寿命。这就是利用了电磁系统自身的动态参数进行构建，在各种类型的传感器检测之后以反馈信号的方式输送到电子线路当中，从而构架形成了一个自动调节的电系统，并通过这个系统来对当前电磁系统的动态特性进行高效优化的最佳控制。在这里我们可以把它当作反馈信号构架下的电磁动态参数特性反馈，并分成以下的三个大方面。

首先是机械自身特性。这个可以分成动态部分的加速度构建、速度构建和位移构建。

其次是磁特性构建。这部分可以分为铁芯当中的磁通和磁通密度构建。

第三就是电特性构建。这部分就可以分为整体线圈中的回路电阻构建和电流构建。

根据这个原理，德国的金钟·莫勒公司就会在当前的大容量交流接触器上对其进行了高等级控制电磁系统，并在此基础上实现了对应的智能化接通的操作框架，并开发出了相应的产品。

2 接触器自身的智能判断方式

通过定向分闸来使得接触器自身的触头在电流达到0的时候自动分断，这就是关于无电弧开关的设想构架，也有许多的学者曾经做过大量的研究和实验。但是因为触头的系统自身机械运动时间高精度控制难度极高，因此对于这个方案进行实践还有大量的困难。最近这些年，研究人员做了一些别的途径试图对接触器进行分断的时候所产生的触头腐蚀进行降低。根据国外学者提出的电弧电子电位模型构建，可以探讨出一种理论就是，如果整个触头之间的开距能够保持在0.1mm，那么两个电极就可以从电弧当中接收到两边相等的能量供应，从而在这种平均化消耗的基础上降低触头自身的电弧侵蚀最小化构建。根据这一原理，两位外国学者制造了一个240V，10A的模型接触器，整个接触器自身的电磁系统使用电子线路进行对应的供电。这个电子线路在电源构建下的第一个半波当中通过小电流方式对整个线圈进行激磁，在这种前提下让可动的部分有一个几乎能够达到常规数值的10mm/s速度进行运动。也就是说，当第一个半波结束之后的一刹那，触头之间的开距仅为0.1mm，在整个第一个半波结束之后对线圈的激磁电流进行增加之后，触头可以快速断开。在上文提到的240V和10A的条件构架下，实验人员对接触器进行了2000次的操作，然后通过SEM对实验体进行观察，观察在有电子和无电子的控制下，整个触头表面受到当前电弧所侵蚀的程度构架。在这种情况下，研究表明带有电子控制的触头表面所受到的电弧所侵蚀的程度较低，其表面构造比较平整，相对于没有受到电子控制的触头表面受到侵蚀的程度大幅度降低。图2为当两个触头之间的间距为0.1mm的时候，两个电极自身接收到电弧的能量和分断电流之间的具体关系框架构建。从这张图中我们可以看见，在进行试验的范围内两个电极之间和所获得的电弧能量几乎是相等的。但是这项研究目前仅仅针对小容量的接触器构架。

3 结论

通过对当前的电磁系统进行控制，我们可以实现接通和分段的智能化操作。如果降低触头互相接触的速度，就可以降低振动，减少能量。通过电子电位模型可以在小容量的接触器当中降低侵蚀。

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