电磁接触器分断电弧建模研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.05.006

电器与能效管理技术 ›› 2026, Vol. 0 ›› Issue (5): 37-43.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.05.006

电磁接触器分断电弧建模研究

彭剑雄, 庄杰榕, 许志红

福州大学电气工程与自动化学院, 福建福州 350108

收稿日期:2026-01-25 出版日期:2026-05-30 发布日期:2026-06-09
作者简介:彭剑雄(2001—),男,硕士研究生,研究方向为电器及其智能化技术。|庄杰榕(1989—),男,副教授,硕士生导师,研究方向为电器及其智能化。|许志红(1963—),女,教授,博士生导师,研究方向为智能电器及其在线监测。
基金资助:
福建省自然科学基金项目(2020J05134);福州大学研究生教育与教学改革项目(FYJG2023013);福州大学本科教育教学改革项目(2024-14);教育部特种机高压设备重点实验室资助项目(KFKT202002)

Research on Arc Breaking Modeling of Electromagnetic Contactors

PENG Jianxiong, ZHUANG Jierong, XU Zhihong

College of Electrical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2026-01-25 Online:2026-05-30 Published:2026-06-09

摘要/Abstract

摘要：

为深入探究交流接触器分断电弧动态特性,以CJ20-40交流接触器为研究对象,建立三维动态磁流体动力学(MHD)仿真模型,重点分析了在电流等级为20 A、分断相角为30°的条件下,电弧形态演变、温度分布、速度场分布及磁场时空分布的规律。通过高速摄像机及电气实验数据验证了不同分断相角仿真模型的准确性,并进一步分析其电弧功率及能量变化。基于高采样率电弧电流的傅里叶变换频谱分析表明,不同分断相角下的电弧电流均存在60 kHz与213.7 kHz附近的特征高频分量。所提研究系统揭示了分断电弧的动态变化及电磁特性,为其电弧磁场能量的后续利用提供了理论基础。

关键词: 电磁接触器, 磁流体动力学, 分断电弧特性, 电弧能量

Abstract:

To deeply explore the dynamic characteristics of the arc during the disconnection of the AC contactor,the CJ20-40 AC contactor is selected as the research object and a three-dimensional dynamic MHD simulation model is established.The evolution of the arc shape,temperature distribution,velocity field distribution,and the spatial-temporal distribution of the magnetic field is analyzed under a current level of 20 A and a breaking phase angle of 30°.The accuracy of the simulation models with different breaking phase angles was verified through high-speed cameras and electrical experiment data,and the arc power and energy changes were further analyzed.Fourier transform spectral analysis based on high sampling rate arc current shows that there are characteristic high-frequency components near 60 kHz and 213.7 kHz for arc current at different breaking phase angles.The dynamic changes and electromagnetic characteristics of the breaking arc are systematically revealed,providing a theoretical basis for the subsequent utilization of arc magnetic field energy.

Key words: electromagnetic contactor, magnetohydrodynamics, breaking arc characteristics, arc energy

中图分类号:

TM572.2

彭剑雄, 庄杰榕, 许志红. 电磁接触器分断电弧建模研究[J]. 电器与能效管理技术, 2026, 0(5): 37-43.

PENG Jianxiong, ZHUANG Jierong, XU Zhihong. Research on Arc Breaking Modeling of Electromagnetic Contactors[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2026, 0(5): 37-43.

图/表 10

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图9

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参考文献 14

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电磁接触器分断电弧建模研究

Research on Arc Breaking Modeling of Electromagnetic Contactors

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