交流接觸器通斷過程的智能操作

張志勇

摘要：本文通過對接觸器進行通斷的過程當中所使用的智能操作進行控制，可以對觸頭電弧的侵蝕進行大幅度的降低，并對接觸器自身的電氣壽命進行大幅度的提高。作為當前智能化電器的一個十分重要的分支，本文對這一領域進行的研究進行了分析，并對接觸器在進行智能操作的接通過程進行了方法上的解決探索。

關鍵詞：交流接觸器 通斷過程 智能操作

對于低壓電器來說，其中有兩個最關鍵的特性是十分重要的。其中之一就是通斷特性，對于當前幾乎所有的控制電器來說，這種特性所代表的含義就是電器壽命的構架；第二個就是保護特性。這種保護特性意味著低壓電器不會在特定場合下因為誤操作導致整體系統損壞，也就是使得低壓電氣系統擁有了某種程度上的容錯機制。在智能電氣隊微處理機和電子技術進行了大幅度的引進之后，其針對性的保護功能跟傳統的電器相比獲得了巨大的提高。通過對電子技術的引進，整套控制電器的電磁系統智能控制的方式得到了極大程度上的優化，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。

對于交流接觸器構建下的電磁系統的智能控制方案，尤其是在AC-3的這種使用限定下的框架進行智能化的操作，使其電壽命進行提高，這已經成了當前的一種主流思潮。現在在我們國家以及歐美科技發達國家已經開展了相關的研究，但是相對于其他科學，這方面的資料相對來說還是比較少的。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。

1 接觸器的智能聯通構建

所謂的接觸器的智能聯通構建，就是指利用微電子技術和計算機技術對整套開關電器自身的接通和分段進行增強。目前已經有了大量的研究工作表明，通過對當前電磁系統的自身智能化構架操作，我們可以對AC-3類別框架中的接觸器使用壽命進行大幅度的提高。

在整體的AC-3實用類別的構建之下，接觸器自身的觸頭所產生的侵蝕主要產生在進行閉合的操作過程當中。這個原因很簡單，AC-3的工作類別下對接觸器自身的閉合條件構建比較嚴苛，也就是說在規定的電壓下，瞬時間閉合相當于當前電動機自身啟動6倍大小的電流。但是在整個觸頭的閉合實踐當中，由于動觸頭和靜觸頭自身的碰撞產生了震動，這種震動所造成的斷續電弧就是當前觸頭被腐蝕的主要構成。一般說來，在觸頭的材料構建為AgSnO2的時候，觸頭電弧自身的近極壓降數值為9V-12V。同時觸頭自身的振動時間就大約為2毫秒到5毫秒。如果對這個振東時間進行減少的話，那么電弧的自身能量就可以進行降低，并且對觸頭自身所受到的電弧侵蝕量進行大幅度的降低。

根據研究表明，操作電磁鐵自身的動態吸力和反作用力進行高效的配合，就可以十分有效地降低接觸頭的瞬間振動速度，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的條件下所能構建的壽命范圍。

為了達到剛才所說的電磁系統動態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行高效的控制。這種控制的結構圖我們可以先看下圖。

在這個圖中，這個電磁鐵自身的線圈從電源引出，通過電子線路進行對應的供電，而對其供電的大小幅度可以根據電磁系統自身的特點來進行最佳配合以及調整。這種調整是自動的，目的就是大幅度減少觸頭被腐蝕的可能性，同時會提高AC-3系統構建下工作狀態電壽命。這就是利用了電磁系統自身的動態參數進行構建，在各種類型的傳感器檢測之后以反饋信號的方式輸送到電子線路當中，從而構架形成了一個自動調節的電系統，并通過這個系統來對當前電磁系統的動態特性進行高效優化的最佳控制。在這里我們可以把它當作反饋信號構架下的電磁動態參數特性反饋，并分成以下的三個大方面。

首先是機械自身特性。這個可以分成動態部分的加速度構建、速度構建和位移構建。

其次是磁特性構建。這部分可以分為鐵芯當中的磁通和磁通密度構建。

第三就是電特性構建。這部分就可以分為整體線圈中的回路電阻構建和電流構建。

根據這個原理，德國的金鐘·莫勒公司就會在當前的大容量交流接觸器上對其進行了高等級控制電磁系統，并在此基礎上實現了對應的智能化接通的操作框架，并開發出了相應的產品。

2 接觸器自身的智能判斷方式

通過定向分閘來使得接觸器自身的觸頭在電流達到0的時候自動分斷，這就是關于無電弧開關的設想構架，也有許多的學者曾經做過大量的研究和實驗。但是因為觸頭的系統自身機械運動時間高精度控制難度極高，因此對于這個方案進行實踐還有大量的困難。最近這些年，研究人員做了一些別的途徑試圖對接觸器進行分斷的時候所產生的觸頭腐蝕進行降低。根據國外學者提出的電弧電子電位模型構建，可以探討出一種理論就是，如果整個觸頭之間的開距能夠保持在0.1mm，那么兩個電極就可以從電弧當中接收到兩邊相等的能量供應，從而在這種平均化消耗的基礎上降低觸頭自身的電弧侵蝕最小化構建。根據這一原理，兩位外國學者制造了一個240V，10A的模型接觸器，整個接觸器自身的電磁系統使用電子線路進行對應的供電。這個電子線路在電源構建下的第一個半波當中通過小電流方式對整個線圈進行激磁，在這種前提下讓可動的部分有一個幾乎能夠達到常規數值的10mm/s速度進行運動。也就是說，當第一個半波結束之后的一剎那，觸頭之間的開距僅為0.1mm，在整個第一個半波結束之后對線圈的激磁電流進行增加之后，觸頭可以快速斷開。在上文提到的240V和10A的條件構架下，實驗人員對接觸器進行了2000次的操作，然后通過SEM對實驗體進行觀察，觀察在有電子和無電子的控制下，整個觸頭表面受到當前電弧所侵蝕的程度構架。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，其表面構造比較平整，相對于沒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為當兩個觸頭之間的間距為0.1mm的時候，兩個電極自身接收到電弧的能量和分斷電流之間的具體關系框架構建。從這張圖中我們可以看見，在進行試驗的范圍內兩個電極之間和所獲得的電弧能量幾乎是相等的。但是這項研究目前僅僅針對小容量的接觸器構架。

3 結論

通過對當前的電磁系統進行控制，我們可以實現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，減少能量。通過電子電位模型可以在小容量的接觸器當中降低侵蝕。

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