并联双线圈式直流接触器电磁机构合闸动作特性.pdf

２０１２０２４年１月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第１期

ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０１．０２２

并联双线圈式直流接触器电磁机构合闸动作特性

鄢呈，王立军，张闻哲，黄一凡，王凯

（西安交通大学（电工材料电气绝缘全国重点实验室），陕西西安７１００４９）

摘要：

直流接触器是新能源系统以及电动汽车中配置最为广泛的开关电器之一。而直流接触器的动态特性是衡

量直流接触器性能的重要指标之一。文中以并联双线圈式直流接触器为研究对象，建立了直流接触器电磁机构的

动力学模型，利用基于Ａｄａｍｓ与Ｍａｘｗｅｌｌ软件的联合仿真研究方法对直流接触器的电磁机构进行合闸过程的仿真

分析，研究结果表明，机构合闸动作的仿真合闸时间与试验合闸时间相吻合，验证了该仿真方法的正确性。同时研

究了弹簧参数和线圈参数等因素对机构合闸运动特性的影响，发现在一定范围内弹簧预压力变化对合闸时间影响

不大，线圈安匝数增大会导致合闸时间变小，线圈内阻增大会导致合闸时间变大且动触头弹跳更剧烈。文中的仿

真方法与结果能为直流接触器电磁机构的改进设计与优化提供一定参考。

关键词：

直流接触器；并联双线圈式；电磁机构；合闸动作；动力学仿真；电磁耦合

中图分类号：ＴＭ５７２文献标志码：Ａ文章编号：

２０９６３２０３（２０２４）０１０２０１１１

变化的曲线；文献［２０］针对串联双线圈结构的直流

０引言

接触器，采用实验和仿真的方法，对电磁系统的相

随着时代的发展，我国逐渐开始重视能源问关特性进行研究，通过建立三维有限元模型，并结

题，如今正大力推行新能源电网的建设，而新能源合电压平衡方程以及达朗贝尔机械运动方程对动

电网的布局设计必然离不开电力系统的保护器件，铁心的动态特性进行了ＭＡＴＬＡＢ仿真，仿真结果和

［１６］

如直流接触器。新能源类型的设备和装置需要实验结果相吻合；文献［２１］研究了一种双线圈的等

很多直流接触器进行电路控制。以电化学能源动效算法，将直流接触器的双线圈结构驱动系统，结

力为主的新能源汽车及其充电装置都离不开直流合基尔霍夫定律并经过等效电流计算后，转化为单

接触器的控制，直流接触器作为安全控制类型的器线圈的电磁模型，降低了模型的复杂性；文献［２２］

件，在工作过程中必须做到能够以很短的时间可靠采用ＡＮＳＹＳ的二次开发方程针对直流接触器的温

地断开很高的电流，在危险的情况下能够可靠快速度以及动态特性与静态特性进行计算，该开发成果

［７１１］

地断开很高的电压。能够让使用者只需要提交产品参数就能够自动得

电磁系统是直流接触器完成开断的重要组成出接触器的温度场特性及动静特性曲线，避免了

部分，通过一定的电压和电流产生激励磁场进一步ＡＮＳＹＳ的复杂计算设置。

产生电磁吸力，然后通过动铁心和导杆带动触头运近年来，直流接触器内部的触头弹跳现象也越

动。电磁系统作为接触器的重要组成部分，其可靠来越被国内外的专家学者重视并展开研究，在接触

性直接影响着整个接触器系统的性能［１２１５］。为了器工作的时候由于动触头弹跳会引起电弧对触头

能够使电磁系统正常工作，要求吸力特性和反力特材料的烧蚀，不仅影响触头的使用寿命，还影响电

性之间必须配合良好，这是实现电磁系统可靠吸弧的开断性能。因此，应尽量减少直流接触器开