交流接触器触点材料电性能模拟与退化机理的实验研究

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1、硕士学位论文交流接触器触点材料电性能模拟与退化机理的实验研究EXPERIMENTALINVESTIGATIONOFELECTRICALPERFORMANCESIMULATIONANDDEGRADATIONMECHANISMSFORCONTACTMATERIALSUSEDINACCONTACTOR姜楠哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM501学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文交流接触器触点材料电性能模拟与退化机理的实验研究硕士研究生：姜楠导师：任万滨教授申

2、请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM501U.D.C:621.3DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringEXPERIMENTALINVESTIGATIONOFELECTRICALPERFORMANCESIMULATIONANDDEGRADATIONMECHANISMSFORCONTACTMATERIALSUSEDINACCONTACTORCan

3、didate：JiangNanSupervisor：Prof.RenWanbinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工

4、业大学工程硕士学位论文摘要交流接触器是用于频繁开关长距离交流主电路和大容量控制电路的重要低压电器。近年来，电控系统对交流接触器电寿命和可靠性指标的要求逐渐增加。为明确交流接触器的电寿命与触点材料电性能间的关系，本文设计开发了一种新型交流接触器用触点材料电性能模拟实验系统，并以此研究了银氧化锡触点材料在实验过程中的电性能退化现象和物理机制。首先以CJT1-20型交流接触器为测试对象，设计了触点材料电性能模拟实验系统的机械动作机构和电气主电路，进一步的设计了动作控制、信号调理和数据通信的硬件电路和相应软件算

5、法，实现了触点静压力、熔焊力、接触电阻、燃弧时间和燃弧能量等参数测试和数据分析功能。以AC1负载条件为例分析了触点闭合过程和分断过程中的典型触点电压、电流和力波形，统计分析了电寿命实验过程中敏感参数，包括触点静压力、接触电阻、燃弧能量和熔焊力等的退化规律和物理机制。然后，通过扫描电子显微镜和X射线能谱分析仪完成了电寿命实验后的银氧化锡触点材料的表面形貌分析和元素成分分析。通过寿命试验过程中各阶段触点材料退化特征的对比，讨论了触点材料表面产生微观裂纹、孔洞、熔融、堆积等形貌的形成机制和电弧侵蚀的物理机理。

6、最后，提出了一种基于BP神经网络的触点材料电性能参数预测的分析方法。以电寿命实验过程中收集的交流接触器吸合时间和累积燃弧能量作为学习样本输入标量，对样本数据归一化处理后，喂入搭建的神经网络预测模型中进行训练。拟合获得了由累积燃弧能量和吸合时间构成的二阶输入张量和剩余电寿命间的函数关系。本研究可为交流接触器用触点材料电性能的模拟和实验评价提供方法，同时对交流接触器剩余电寿命的预测以及失效分析亦具有实用价值。关键词：银氧化锡材料；电性能；失效机理；交流接触器；电寿命-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Abs

7、tractACcontactorisanimportantlowvoltageapparatusforfrequentswitchinglongdistanceACmaincircuitandlargecapacitycontrolcircuit.Inrecentyears,therequirementofelectroniccontrolsystemtoACcontactorelectriclifeandreliabilityindex.Inordertodefinecorrelationbetwee

8、nlifelengthandcontactmaterialelectricalpropertyofACcontactor,thepaperdesignedanddevelopedanewACcontactorelectricalperformancesimulationexperimentsystemwithcontactmaterial,onsuchbasis,itresearchedelectricaldegradationphenom