Design og Implementering af en Ny Generation Hybrid Buefri AC Kontakter

 I. Projektbaggrund og vigtige problemer, der skal løses​
Som et af de mest anvendte lavspændingskomponenter spiller AC-kontaktorer en nøglerolle i langvarige driftssystemer. Dog har deres traditionelle design en grundlæggende fejl: Kontakterne genererer uundgåeligt en bue, når kredsløbet afbrydes.

Denne indbyggede defekt fører til en række alvorlige problemer:

1. ​Svært begrænset elektrisk holdbarhed: Buer forårsager betydelig elektrisk slitage på kontakterne, hvilket resulterer i en elektrisk levetid (omkring 2-2,5 millioner operationer) langt kortere end den mekaniske levetid (20-25 millioner operationer), typisk kun en tiendedel af sidstnævnte.
2. ​Elektromagnetisk forurening: Buer forurener strømnettet, genererer radiostøj og påvirker andre elektriske enheder.
3. ​Sikkerhedsrisici: Overspændingsflod, der opstår ved afbrydelse af induktive laster, kan skade forbundet udstyr og begrænser også kontaktorens driftsfrekvens.

​II. Kerne-løsning: Princippet om buedefri afbrydelse​
Kerneinnovationen i denne løsning ligger i at bruge en hybridstruktur, der kombinerer ​hovedkontakter + en parallel thyristormodul, med præcis udløsende styreledningskredsløb for at præcist synkronisere deres skiftsekvenser.

1. ​Kernedesignmetode:
   • Brug dobbeltrettede thyristorer som berøringsfrie skifter for at opnå ​først tænd, sidst sluk​ strømskift, der helt undgår bueopbygning.
   • Anvend traditionelle mekaniske kontakter til at føre strøm under stabil gennemførsel, overvinder svagheder ved rene berøringsfrie skifter (f.eks. ved kun at bruge thyristorer), såsom dårlig modstandskraft mod pulserende strøm, høj ledningsvoltage, høj pris og behov for store kølelementer.
   • Millisekunds-præcis synkronisering mellem de mekaniske kontakter og halvlederkomponenter (thyristorer) via udløsningsstyreledningskredsløb er afgørende for denne løsning.
2. ​Vigtige arbejdsgange (med CJ20-40A kontaktor som eksempel)​:

​III. Implementeringsproces og ændringsplan​
Denne løsning følger princippet om ​"målrettet ændring baseret på modne produkter,"​ hvilket betydeligt reducerer industrialiseringsbarrierer og -omkostninger.

​Specifikke ændringer:

1. ​Elektromagnetisk system: Lette justeringer og optimeringer for at sikre, at dets aktiveringstid opfylder præcisionens krav for synkronisering med thyristorkredsløbet.
2. ​Kontakter og bueudslukningsystem:
   o Da buedefri afbrydelse er opnået, bliver det originale bueudslukningskammer unødvendigt og kan fjernes.
   o Erstattet med en højtemperaturbestandig isoleret hylde. Denne nye hylde integrerer tre dobbeltrettede thyristorer, udløsningsstyreledningskredsløbet og andre væsentlige elektroniske komponenter.
3. ​Udseende og kompatibilitet: De ændrede kontaktorens ydre dimensioner, monteringshuller og forbindelsesmetode er helt ens med standardkontaktorer. Brugere kan udføre erstattelse og opgradering uden at ændre nogen monteringsbaser eller forbindelseslogik, hvilket betydeligt letter markedsadgang.

​IV. Testkonklusioner og væsentlig værdi​
AC-kontaktoren, der er udviklet på baggrund af denne løsning, har passerede strenge mekaniske og elektriske holdbarhedstests, som bekræfter dens sikkerhed, pålidelighed og gennemførlighed.

​Kerne-værdi leveret:
• ​Revolutionær ydeevneforbedring: Komplet eliminering af skiftebuer øger elektrisk holdbarhed med titusindvis, teoretisk opnået niveauet for mekanisk levetid. Reducerer også kontaktvedligehold og øger tilladte driftsfrekvens.
• ​Udvidede anvendelsesområder: Buedefri egenskab gør sikker anvendelse mulig i højriskmiljøer med streng eksploderings- og brandfrihedskrav, såsom petrokemiske anlæg, kulminer, rumfart osv., gør det til en højst pålidelig kernekomponent i kontrolsystemer og strømforsyningsystemer.
• ​Miljøvenligt: Reducerer betydeligt bueinduceret netforurening og elektromagnetisk støj, hvilket svarer til udviklingen af moderne grønne elektriske apparater.