异步组合式接触器动态特性及控制方法研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文异步组合式接触器动态特性及控制方法研究ResearchonControlMethodandtheDynamicCharacteristicsofAsynchronousModularContactor曹正第电气工程学院作者：单位：指导教师：宗鸣教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年03月03日学位授予单位：沈阳工业大学摘要交流接触器是一种十分重要且使用广泛的自动控制电器元件，它主要用于频繁接通和切断负载电路，接触器在闭合时触头的弹跳产生的断续电弧和分闸时产生的电弧是影响接触器使用寿命的主要因素。近年来，国内

2、外学者围绕交流接触器动态特性和智能控制做了许多的研究和探索工作。但是，所提出的方法和思路均存在一定的缺陷和不足，控制方法基本都是开环控制，这些方法控制精度低，容易受到外界干扰，且可靠性差。由于机构动作的分散性和时效性较大，影响机构动作时间的不确定因素较多，输出一旦出现误差无法补偿，所以不能够较好的实现无弹跳闭合和无弧分断。为了解决以上问题，本文提出了异步组合式的接触器新结构及其控制方法。设计了一种异步组合结构，三极接触器由三个独立闭环控制的触头系统组合而成，并将闭环控制系统与接触器相结合，通过速度反馈实现接触器的运动过程闭环控制，实现了触头无弹跳闭合和无弧分断，大

3、幅提高了接触器的使用寿命。本文首先给出了异步组合式接触器的结构，然后设计了一相的电磁系统的尺寸结构，每相电磁系统的铁芯都是单E型结构。并根据CJX1-63接触器设计了异步组合式接触器的触头系统和反力特性。给出了激磁线圈的匝数和窗口面积，计算了电磁铁线圈的电感、电阻和可动部分质量。应用Ansoft有限元分析软件，对异步组合式接触器的电磁系统进行分析计算，根据Ansoft的仿真计算结果，应用MATLAB数据拟合的方法，优化了气隙磁导，重新给出了气隙磁导公式。采用Simulink分别对异步组合式接触器进行了开环和闭环的建模仿真，对接触器电磁系统动态特性进行了研究，优化了

4、速度给定曲线和PID控制参数，通过仿真可得出，异步组合式接触器可有效的消除接触器闭合时的触头弹跳和分断时产生的电弧，提高接触器的使用寿命。关键词：接触器，Ansoft，Simulink建模，动态特性，闭环控制IAbstractACcontactorisakindofimportantandwidelyusedautomaticcontrolelectriccomponents,mainlyusedforfrequentconnectedandopencircuit,contactbouncewhencontactorclosingandarcwhichproduc

5、esduringopeningisthemainfactorinfluencingacontactor’slife.Inrecentyears,thedomesticandforeignscholarsaroundtheACcontactordynamiccharacteristicsandintelligentcontroltodoalotofresearchandexplorationwork.However,thepresentedmethodandthoughthavesomeflawsandshortcomings,thecontrolmethodsar

6、ebasicallyopen-loopcontrolmethod,thecontrolprecisionislow,thesemethodsaresusceptibletooutsideinterference,andpoorreliability.Duetomechanismactionofdispersionandtimelinessislarge,moreuncertainfactorsaffectthemechanismactiontime,outputonceappearstheerrorcannotbecompensated,soitwillnotbe

7、abletobetterachievearclessinterruptionsandnobouncingclosure,Inordertosolvetheseproblems,Thispaperproposedanewstructurethatasynchronousmodularandcontrolmethod.Designastructurethatasynchronousmodular,anditsthree-phasecontactorconsistsofthreeseparatecontactsystemsthatclosed-loopcontrol.A

8、ndmak