接觸器觸頭彈跳行為規(guī)律分析及算法優(yōu)化

黃克鵬，王發(fā)展，趙明基，李亞峰，區(qū)達(dá)銓

(1. 西安建筑科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，西安 710055；2. ABB新會(huì)低壓開(kāi)關(guān)有限公司，廣東 江門(mén) 529000)

交流接觸器是一種廣泛使用的低壓電氣開(kāi)關(guān)，隨著電氣產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)接觸器的性能指標(biāo)要求也越高。接觸器通電時(shí)，動(dòng)靜觸頭產(chǎn)生的碰撞彈跳現(xiàn)象引起電弧對(duì)觸頭的燒蝕作用會(huì)降低接觸器的電壽命[1-2]。故準(zhǔn)確分析并掌握其動(dòng)態(tài)特性變化規(guī)律，有效減少和抑制觸頭彈跳，對(duì)于交流接觸器的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的意義[3-4]。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)交流接觸器進(jìn)行了大量的研究和優(yōu)化工作。在文獻(xiàn)[5-8]中，作者通過(guò)可控電磁反力，對(duì)交流接觸器進(jìn)行了仿真分析，得到了部分有益結(jié)果。文獻(xiàn)[9-12]基于ANSYS有限元法，對(duì)合閘過(guò)程中的電磁力進(jìn)行了仿真分析，但并未考慮摩擦和碰撞阻尼的影響。文獻(xiàn)[13-14]的作者建立接觸器數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行合閘過(guò)程的動(dòng)態(tài)分析，但有關(guān)觸頭碰撞前后的彈跳研究較少。文獻(xiàn)[15]運(yùn)用遺傳算法對(duì)接觸器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，但該文采用了均勻磁場(chǎng)來(lái)模擬電磁吸力，對(duì)模型做了大量簡(jiǎn)化，使得誤差偏大。文獻(xiàn)[16-18]利用ADAMS軟件建立交流接觸器的三維動(dòng)態(tài)仿真模型，分析了觸頭彈跳的相關(guān)影響因素，由于對(duì)電磁力進(jìn)行了大量線性化處理，使得仿真結(jié)果不能準(zhǔn)確反映觸頭彈跳過(guò)程。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外少有結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)本身考慮的觸頭彈跳問(wèn)題，由于觸頭彈跳也是觸頭系統(tǒng)的振動(dòng)過(guò)程，筆者通過(guò)接觸器觸頭彈跳行為規(guī)律，將ADAMS軟件與遺傳算法相結(jié)合，對(duì)觸頭系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。……