直流接触器永磁机构

直流接触器作为应用的电气开关之一，其生产和需求数量巨大，在正常使用过程中，电磁铁线圈一直通电工作，产生电磁吸力，保证铁芯和衔铁吸合，带动动、静触头闭合，接通电路。在上述过程中，线圈本身存在电阻，持续消耗电能，这是直流接触器主要的使用成本之一，浪费了大量的能源和财产，因此，如何降低直流接触器的工作耗能，是研究直流接触器的关键点和重难点。直流接触器永磁操动机构是一种在传统直流接触器电磁操动机构基础上发展而来，将电磁操动机构和永磁铁相结合的混合型操动机构，不单单使用原有的电磁吸力和弹簧反力作为铁心吸合与分离的动力，而是加入了永磁铁对铁心的吸引力，采用储能电容充放电提供合闸、分闸电力，通常称之为“电磁操动，永磁保持，电子控制"。在分、合闸运动过程中，电磁吸力，永磁吸力与弹簧作用力共同作用，在稳定工作过程中，采用永磁吸力代替之前的电磁吸力，保持衔铁与铁芯心的吸合状态。一则，永磁操动机构大量节约了保持线圈的电能消耗，环保节能。二则，永磁体保持吸合与电磁吸合相比，噪音低，。三则，永磁操动机构剔除了电磁机构中一系列复杂繁琐锁扣保护装置，大大提高了接触器操动机构的工作可靠性，降低了生产工序和成本，减小了接触器的体积。

1.以计算机作为上位机，A/D 采样板或 DSP 作为下位机的触头参数自动检测系统

采用自行研制的继电器电寿命计算机检测与控制装置在继电器电寿命试验的开始、中间、结尾三个不同的时段对过电压信号进行采集。采用自行研制的A/D采样板或以DSP为核心的高速数据采集卡，对触头接触压降、断开触头间电压、主回路电流等触头电气参数进行采样。控制部分采用数字I/O板通过控制固态继电器来驱动接触器或继电器通断。软件方面采用VB编程，中断处理程序实现数据采样、逻辑控制等功能。文献中的数据处理方面主要针对电网频率、功率因数的计算。通过对采集到的电压信号的分析，利用快速傅里叶变换将时域信号变换为频域信号，将变换的结果分别放在实部与虚部的数组中，出现峰值的位置为电网频率，利用公式计算出电网频率。将采集到的数据进行傅里叶变换，将时域信号变换为频域信号，从而计算出电压和电流的相位，进而求得功率因数。

2. 基于单片机控制技术的继电器参数检测技术

随着电器检测自动化水平的不断提高，单片机越来越多的应用到各类电器的检测与控制中。通过改进传统交流接触器接通与分断实验装置，采用单片机作为试验装置的控制模块控制交流接触器通断，触头电气参数的检测主要通过电压、电流互感器、数据采集卡及PC机完成。该装置可以实现对接触器接通与分断过程触头电压、电流等动态波形进行实时数据采集，相比于传统的示波器检测，其触头电弧燃弧电压波形记录准确。采用Visual C++6.0 软件开发采集程序与人机界面，数据处理程序可以对数据进行实时自动处理，减小了人工处理波形数据而产生的误差。该试验方案简单可行，能够实现对交流接触器接通与分断动态过程中触头电压、电流波形的分析。文献中张强等人研制的继电器电参数测试装置以增强型 89C51单片机为核心，配置交、直流电压源及触点检测电路可以对多种型号交直流电压继电器的动作时间、动作电压、接触电阻等电气参数进行测试。在动作时间的测试上，将被测继电器的常闭触点接高电平、常开触点接地，在检测线圈的额定电压的同时启动计时器开始计时，搭建触点电平检测电路实时监测触点电平的变化。根据触点电平变化情况判断触点动作状态。当电平由高变为低时立即停止计时，此时可以读出计时器的计时，此时间即为相应的吸合时间。同理可以得到继电器的释放时间。同时试验装置还可以监测触点的接触电阻。该装置高，对于本课题试验装置的研制具有很重要的参考价值。

3. 虚拟仪器技术在开关电器参数检测中的应用

随着虚拟仪器技术的发展与成熟，虚拟仪器技术越来越多的被应用在继电器、接触器等开关电器的测试中。虚拟仪器技术是一种以软件为中心的测量技术，它可以大大降低试验仪器成本。测量功能主要由软件编程来实现，在以工控机为核心组成的硬件平台支持下，通过Lab VIEW软件开发平台编程实现仪器的测试功能。Lab VIEW应用库中加载了很多不同用途的测试与控制模块，用户可以在Lab VIEW应用程序下直接调用相关模块即可实现多种测试功能。与传统的汇编、VB、VC等文本编程语言相比，Lab VIEW软件程序的编写非常简单。在Lab VIEW环境下安装数据采集卡的驱动后，即可调用采集卡的功能函数实现对采集卡的控制、数据的采集、处理、显示等功能。

4. 继电器时间参数的获取方法

继电器时间参数的检测主要利用电秒表和光线示波器等模拟试验的方法得到，传统检测方法测量速度慢、误差大、测量不准确等。随着计算机技术的发展，越来越多的继电器检测装置应用微处理器，这些检测装置其原理大体相同。文献中提到了一种时间参数检测电路，该电路主要组成部分为单片机，其检测原理为：当继电器触点闭合时，单片机对应输入通道电压为 5V，端口为“1"，当继电器断开时，其对应电压为 0V，I/O端口为“0"。当给继电器加励磁电压时，单片机以足够小的采样周期读取单片机对应的数字I/O端口，经过数据处理，即可计算出相应的时间参数。但是采用此种方法在继电器接直流负载时基本符合，当接交流负载时，由于交流电压是交变的，继电器断开时时单片机端口电压的瞬时值也有可能很小或接近于零。因此，在触点所接回路为交流回路时，利用触点间电压瞬时值的大小来判断触点的闭合与断开状态，误差就会很大，从而得不到准确的数值。文献中提到了一种继电器时间参数的计算机检测方法，它采用自行研制的采集板卡，其主要由单片机及其外围电路组成。该方法可以检测到继电器动作时间、动作回跳时间、释放时间、释放回跳时间等时间参数。单片机接于线圈驱动电路中控制励磁线圈通电与断电，采集继电器闭合与分断时触点的状态，并计算其时间参数。其检测原理为：当继电器线圈通电时触点经过定的动作时间才能够闭合，因此单片机先采集到数据 0，触点闭合稳定后采集到 1。在此过程中触点会产生弹跳，后才能达到稳定状态，在此期间单片机采集到的数据或为 0 或为 1。设定单片机的采样周期为 0.01ms，由单片机采集到的数据的地址值乘以采样周期，即为所求动作时间。