Optimal design and control of a new permanent magnet AC contactor with forced breaking mechanism

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Optimal design and control of a new permanent magnet AC contactor with forced breaking mechanism

机译：具有强制断开机制的新型永磁交流接触器的优化设计和控制

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This study addresses the design of a new type of permanent magnet contactor, which uses forced breaking to overcome failure conditions. A multi-objective optimisation method based on the genetic algorithm is used to design the contactor considering the effects of average closing time, average breaking time, impact energy, Joule heat and contactor volume. Four prototypes have been fabricated according to the optimised parameters. A control circuit is developed to increase breaking reliability. The circuit is designed as two separate modules: a normal working module and a protection module. The former is used during the normal contactor operation and the latter is used for forced breaking protection. Breaking failures are detected by comparing the time delay between the breaking control voltage and the auxiliary contact voltage. A durability experiment has been conducted to verify the protection function of the proposed PM contactor. Experimental results show that the normal working module fails to break the contactor in the last testing cycle. However, under the actuation of the protection mechanism, the contactor is forced to break and the power circuit can be successfully switched off.

机译：这项研究解决了新型永磁接触器的设计问题，该接触器使用强制断开来克服故障条件。考虑平均闭合时间，平均断开时间，冲击能量，焦耳热和接触器体积的影响，采用基于遗传算法的多目标优化方法设计接触器。根据优化的参数已制造出四个原型。开发了控制电路以提高断路可靠性。该电路被设计为两个独立的模块：正常工作模块和保护模块。前者用于常规接触器操作，后者用于强制断开保护。通过比较断开控制电压和辅助触点电压之间的时间延迟来检测断开故障。进行了耐久性试验，以验证所提出的PM接触器的保护功能。实验结果表明，正常工作模块在最后一个测试周期内未能破坏接触器。但是，在保护机构的驱动下，接触器被迫断开，电源电路可以成功断开。

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来源
《Electric Power Applications, IET》 |2020年第2期|157-164|共8页
作者

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作者单位

Wenzhou Univ Key Lab Low Voltage Apparat Intellectual Technol Xueyuan Middle Rd 276 Wenzhou 325027 Peoples R China;

Ohio State Univ Dept Mech & Aerosp Engn Columbus OH 43210 USA;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
contactors; durability; electromagnetic actuators; optimisation; permanent magnets; genetic algorithms; optimal design; permanent magnet AC contactor; forced breaking mechanism; permanent magnet contactor; failure conditions; multiobjective optimisation method; average closing time; average breaking time; optimised parameters; control circuit; breaking reliability; separate modules; normal working module; protection module; normal contactor operation; forced breaking protection; breaking failures; time delay; breaking control voltage; PM contactor; protection mechanism;

机译：接触器耐久性电磁执行器;优化;永磁体遗传算法;优化设计;永磁交流接触器;强制破坏机制;永磁接触器失效条件;多目标优化方法;平均关门时间;平均中断时间;优化参数;控制电路破坏可靠性;单独的模块;正常工作模块;保护模块;接触器正常运行;强制中断保护;破坏性失败;时间延迟断开控制电压;永磁接触器;保护机制;

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