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交流接觸器是一種應(yīng)用廣泛的低壓控制電器，主要用于遠距離頻繁接通和斷開交流主電路和大容量的控制電路。通常交流接觸器的機械壽命遠高于電壽命，分斷過程中電弧侵蝕引起的觸頭磨損是造成交流接觸器失效的主要原因。因此通過控制電弧對觸頭的侵蝕，可以提升交流接觸器的使用壽命。

河北工業(yè)大學(xué)的研究人員分析了起弧相角對觸頭電弧侵蝕的影響，對隨機起弧相角、固定起弧相角、三相均勻磨損三種控制方式下的交流接觸器電壽命進行研究；分析由于交流接觸器釋放時間的不確定性引起的起弧相角的隨機性，利用軟件仿真分析起弧相角具有隨機性情況下交流接觸器電壽命的變化趨勢和特征，提出以起弧相角標(biāo)準(zhǔn)差為參量的最佳釋放時刻的控制方法，并提出根據(jù)實時服役參數(shù)進行交流接觸器電壽命最大化控制。

圖1 電壽命最大化控制策略流程

他們通過實驗測試獲得起弧相角的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并在固定相角控制、隨機相角控制、電壽命最大化控制方式下進行對比實驗，證明了在電壽命最大化控制方式下各相觸頭的電弧侵蝕量均勻且侵蝕率最小，可以顯著提升交流接觸器的電壽命。

圖2 動作29400次后觸頭的累積電弧侵蝕量

表1 交流接觸器電壽命實驗結(jié)果

研究人員最后得出主要結(jié)論如下：

1）分析了隨機起弧相角、固定起弧相角、三相均勻磨損三種控制方式下交流接觸器電壽命變化規(guī)律，理想情況下三相交流接觸器在起弧相角為60°及其整數(shù)倍角度處輪流分斷可以使三相觸頭磨損均勻，并且有利于減小觸頭的電弧侵蝕速度。

2）釋放時間波動造成起弧相角的隨機性，起弧相角的標(biāo)準(zhǔn)差越小，電壽命最大化控制策略下交流接觸器壽命越長，并利用軟件仿真分析了不同起弧相角標(biāo)準(zhǔn)差下電壽命分布特征。

3）以實時起弧相角均值和標(biāo)準(zhǔn)差作為交流接觸器電壽命最大化控制的反饋參量，可減小實際運行過程中交流接觸器性能參數(shù)變化的影響，并通過實驗驗證了采用電壽命最大化的控制策略可以有效提升交流接觸器的電壽命。

本文編自《電工技術(shù)學(xué)報》，原文標(biāo)題為“基于實時服役參數(shù)的交流接觸器電壽命最大化控制策略”，作者為省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室（河北工業(yè)大學(xué)）、河北省電磁場與電器可靠性重點實驗室（河北工業(yè)大學(xué)）等單位的李奎、張國盼 等。