基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.02.011

电器与能效管理技术 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (2): 66-71.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.02.011

基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法

陈昇¹, 刘亮², 孙凯革¹

1.国营芜湖机械厂, 安徽芜湖 241007
2.沈阳飞机设计研究所, 辽宁沈阳 110034

收稿日期:2023-10-27 出版日期:2024-02-28 发布日期:2024-03-28
作者简介:陈昇(1993—),男,工程师,主要从事电力电子、飞行控制技术研究。|刘亮(1984—),男,高级工程师,主要从事机电一体化研究。|孙凯革(1966—),男,高级工程师,主要从事电力电子、电气设备设计工作。

Life Prediction Method of Electromagnetic Contactor Based on Overtravel Time Degradation Characteristics

CHEN Sheng¹, LIU Liang², SUN Kaige¹

1. State Owned Wuhu Machinery Factory, Wuhu 241007, China
2. Shenyang Aircraft Design and Research Institute, Shenyang 110034, China

Received:2023-10-27 Online:2024-02-28 Published:2024-03-28

摘要/Abstract

摘要：

从接触器失效机理出发,通过有限元和动力学仿真详细分析超程时间退化过程,进而提出一种基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法。建立基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测模型,设计并搭建接触器可靠性试验平台,并基于SJD-10048NK电磁接触器试验数据,分析预测接触器的剩余寿命,相对误差约为10%,验证了所提方法的有效性。结果表明所提方法能够对接触器寿命进行准确预测,对于接触器的可靠性状态评估及其维护管理具有重要指导意义。

关键词: 电磁接触器, 超程时间, 退化模型, 寿命预测

Abstract:

Starting from the failure mechanism of contactors, a detailed analysis of the overtravel time degradation process is conducted through the finite element and dynamic simulation. A life prediction method for electromagnetic contactors based on the overtravel time degradation characteristics is proposed. A life prediction model for electromagnetic contactors based on the overtravel time degradation characteristics is established. A reliability testing platform for contactors is designed and built. The remaining life of contactors is analyzed and predicted based on SJD-10048NK electromagnetic contactor testing data with a relative error of about 10%. The effectiveness of the proposed method is verified. The results indicate that the proposed method can accurately predict the life of contactors, which has important guiding significance for the reliability status evaluation and maintenance management of contactors.

Key words: electromagnetic contactor, overtravel time, degenerate model, life prediction

中图分类号:

TM572.6

陈昇, 刘亮, 孙凯革. 基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(2): 66-71.

CHEN Sheng, LIU Liang, SUN Kaige. Life Prediction Method of Electromagnetic Contactor Based on Overtravel Time Degradation Characteristics[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2024, 0(2): 66-71.

图/表 11

图1

图2

表1

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

表2

参考文献 19

[1]	计新华, 郑彬, 张杰, 等. 交流接触器电寿命失效问题分析及验证[J]. 电器与能效管理技术, 2021(4):59-62.
[2]	刘百鑫, 王召斌, 乔青云, 等. 基于深度学习的继电器寿命预测方法研究综述[J]. 电器与能效管理技术, 2021(12):1-6.
[3]	JEDRZEJCZAK J, ANDERS G J. Transition rates assessment of protective relay reliability models with incomplete data[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2017, 32(1):809-816. doi: 10.1109/TPWRS.2016.2564358
[4]	郭树财, 马彦深, 董伟力, 等. 接触器特性参数测试及关联性分析[J]. 电器与能效管理技术, 2021(4):11-15.
[5]	薛宝莉, 李瑞泉. 机车车辆继电器和接触器可靠性试验及其成本研究[J]. 铁道技术监督, 2011, 39(10):2-4.
[6]	GAO C, FU C C, HUANG J Y. Failure analysis for electromagnetic relay contacts adhesion by using XES[C]// Prognostics and System Health Management Conference, 2014:97-101.
[7]	STOVING P N, BARANOWSKI J F. Interruption life of vacuum circuit breakers[C]// Proceedings of the 19th Int.Symp on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 2000:388-391.
[8]	LI Z G, JIANG D, LI W H, et al. Reliability analysis and failure prediction study of dynamic contact resistance on contact[C]// The 48h IEEE HOLM Conference on Electrical Contacts, 2012:61-65.
[9]	姚芳, 李志刚, 李玲玲, 等. 继电器触点接触电阻的时间序列短期预测[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(1):62-65.
[10]	孙训俊. 电器产品贮存寿命分析方法的研究[D]. 天津: 河北工业大学, 2014.
[11]	王召斌, 蔡昭文, 翟国富, 等. 航天继电器加速贮存退化可靠性建模和统计分析[J]. 低压电器, 2012(17):1-7.
[12]	WANG L L, LU B, ZHOU Y X. Reliability test and reliability evaluation methods of AC contactor[C]// The 27th International Conference on Electrical Contacts,Dresden,Germany, 2014:1-5.
[13]	KAWAKAMI Y, TAKASHIMA M, HASEGAWA M, et al. An evaluation method of the contact erosion based on the DC mode test of electromagnetic contactor[C]// Proceedings of the 50th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts and the 22nd International Conference on Electrical Contacts Electrical Contacts,Seattle, 2004:83-89.
[14]	叶雪荣, 林义刚, 黄晓毅, 等. 航天继电器贮存过程吸合时间退化机理研究[J]. 电工技术学报, 2017, 32(11):173-179.
[15]	RAMIREZ-LABOREO E, SAGUES C, LLORENTE S. A new model of electromechanical relays for predicting the motion and electromagnetic dynamics[C]// IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, 2015:1-8.
[16]	张根柱, 田志国, 刘砚菊, 等. 3TB40 交流接触器辅助触头可靠性试验研究[J]. 继电器, 2003, 31(增刊1):50-52.
[17]	刘建强, 陈爱峰, 闫一凡, 等. 高速列车电磁接触器可靠性评估方法[J]. 电工技术学报, 2018, 33(2):461-471.
[18]	方鸿发, 江家麟, 牟日波. 继电器、微动开关触头燃弧时间与电弧能量关系的研究[J]. 低压电器, 1993(3):3-9.
[19]	余琼. 航天继电器可靠性评价及寿命试验方法的研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2011.

触头间隙/ mm	吸合时间/ ms	超程结束时间/ms	超程时间/ ms
2.10	17.38	18.00	0.62
2.09	17.37	18.00	0.63
2.08	17.27	18.00	0.73
2.07	17.18	18.00	0.82
2.06	17.19	18.00	0.81
2.05	16.96	18.00	1.04
2.04	16.99	18.00	1.01
2.03	16.88	18.00	1.12
2.02	16.81	18.00	1.19
2.01	16.69	18.00	1.30

超程时间/ ms	剩余寿命					预测误差/ %
超程时间/ ms	预测值/次	实际值/次		差值/次		预测误差/ %
2.00	94 983		93 913		1 070	1.14
1.90	80 503		84 713		4 210	4.97
1.80	66 352		69 113		2 761	3.99
1.70	52 442		52 713		271	0.51

基于超程时间退化特性的电磁接触器寿命预测方法

Life Prediction Method of Electromagnetic Contactor Based on Overtravel Time Degradation Characteristics

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 11

参考文献 19

相关文章 8

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	朱佳淼, 王召斌, 李久鑫. 基于POA优化支持向量回归模型的航天电磁继电器贮存寿命预测[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(8): 61-67.
[2]	乔青云, 王召斌, 刘百鑫, 陈康宁. 基于WOA-SVM模型的电磁继电器贮存寿命预测研究[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(2): 1-5.
[3]	李少飞, 王召斌, 张文行. 基于深度学习的继电器剩余使用寿命预测研究综述[J]. 电器与能效管理技术, 2023, 0(10): 1-7.
[4]	李久鑫, 王召斌, 朱佳淼. 继电器贮存可靠性研究方法综述[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(6): 1-5.
[5]	陈康宁, 王召斌, 李朕, 乔青云. 基于萤火虫算法优化的改进灰色模型的弹用继电器贮存寿命预测方法[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(4): 1-5.
[6]	乔青云, 王召斌, 陈康宁, 刘百鑫, 朱佳淼. 继电器贮存可靠性分析和加速退化试验综述[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(1): 1-6.
[7]	李建林, 王哲, 许德智, 马福元, 孟高军. 基于数据驱动法的锂离子电池寿命预测关键技术综述[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(9): 10-18.
[8]	刘百鑫, 王召斌, 乔青云, 朱佳淼, 李朕. 基于深度学习的继电器寿命预测方法研究综述[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(12): 1-6.