直流接觸器特性研究

　　hbzhan內容導讀：直流接觸器是鐵路機車與車輛供電系統中廣泛應用的電器元件，其可靠性及壽命直接影響整個系統的可靠性和安全性。直流接觸器在接通或分斷大功率負載時，會出現觸點的抖動、振動、電弧、燒蝕等現象，造成觸點接觸電阻異常、觸點粘接等故障，導致開關動態特性差、電壽命短等缺陷。
　　
　　一、接觸器吸反力特性方面的研究
　　
　　1、接觸器額定容量大，轉換能力強，這要求接觸器觸點具有較大的開距和超程，較快的開斷速度，較小的接觸電阻。同時反力系統具備較大的反力，從而提高了機械負載阻力特性，這也將使吸力、反力系統的體積增大。
　　
　　2、建立合理的接觸器仿真模型，研究其動態吸反力特性，優化吸反力特性的配合，在滿足系統指標的前提下減小動靜觸頭在吸合過程的碰撞能量，減少吸合時間，提高開斷速度，延長電氣壽命。因此研究接觸器的吸反力特性配合具有重要的意義和實用價值。
　　
　　3、隨著計算機技術的發展，有限元軟件的廣泛應用，為電磁系統的靜動態特性析提
　　
　　4、供強大的分析工具。日本富士電氣研究與開發社團的研究人員提出了一種交流接觸器仿真模型的建立方法，采用Ansys軟件分析了電磁系統的靜態吸力特性及動態特性，并通過實驗驗證了仿真分析的準確性【8.9】。目前國內許多科研院校，如西安交通大學和河北工業大學等，也采用Ansys等有限元軟件分析接觸器的動態吸反力特性，為優化接觸器結構和參數了提供理論依據。
　　
　　二、接觸器電弧方面的研究
　　
　　電弧電接觸是目前國內外研究的一個熱點問題，就如何提高接觸器的滅弧能力，國內外學者從不同的角度進行了研究。
　　
　　1、研究不同材料的特性，尋找更好的觸頭材料，提高觸頭耐磨耐燒蝕能力；
　　
　　2、研究新型滅弧結構，如采用永磁滅弧罩等，提高滅弧效率；
　　
　　3、研究交流接觸器通斷時選相合閘的問題，選擇更合適的吸合和斷開相角，降低電弧的影響；
　　
　　4、研究混合式接觸器，zui大限度的減少電弧的危害；
　　
　　5、是研究限流方法來減小電弧的影響。
　　
　　6、德國V.Vehrens等學者通過試驗的方法綜合比較了常用觸頭材料的特性。通過試驗表明，同等條件下，Ag/ZnO2的電壽命比Ag/CdO的要長，主要是因為Ag/ZnO2耐磨損性好；但Ag/ZnO2的接觸電阻要比Ag/CdO的大，主要是因為Ag/CdO的熱穩定性好，易于散熱。觸頭材料的研究為生產廠家產品的設計，觸頭材料的選取，提供了理論依據。
　　
　　7、傳統限流方法是依靠絕緣柵片分割電弧達到限流目的，這種方法與觸頭分斷速度有很大關系，而觸頭分斷速度的提高有一定的限度?，F在受人們重視的方法有兩種，一是研究具有正溫度系數特性的材料PTC元件限流技術。這是由聚合物加上填充的導電炭粒組成，利用故障電弧的高溫使導電炭粒形成的橋路依靠聚合物本身的熱膨脹而變短，電阻劇增而達到限流的效果；二是研究導電顆粒和液體金屬限流技術，導電顆粒技術是利用導電顆粒媒質間的接觸電阻與外施壓力有關，并且施加與釋放壓力的過程是可逆的特性，當電流流過由導電顆粒組成的媒質時，由于顆粒本身電阻很小，而媒質的電阻決定與顆粒之間的接觸電阻，而后者決定于媒質外施的壓力，達到限流的效果。