Design og implementering av en ny generasjon hybrid buefri AC kontaktor

 I. Prosjektbakgrunn og kritiske spørsmål som må løses​
Som en av de mest brukte lavspennings-elektriske enhetene, spiller AC-kontaktorer en nøkkelrolle i langevarige driftssystemer. Imidlertid har deres tradisjonelle design en grunnleggende svakhet: kontaktene genererer uunngåelig en bue når strømkretsen brytes.

Denne inderlige defekten fører til en rekke alvorlige problemer:

1. ​Servert elektrisk utholdenhet: Buer forårsaker betydelig elektrisk slitasje på kontaktene, som resulterer i en elektrisk levetid (om lag 2–2,5 millioner operasjoner) langt kortere enn den mekaniske levetiden (20–25 millioner operasjoner), typisk bare en tiendedel av den sistnevnte.
2. ​Elektromagnetisk forurensning: Buer forurenser strømnettet, genererer radiostøy, og påvirker andre elektriske utstyr.
3. ​Sikkerhetsrisikoer: Overspenningssvingningen som oppstår ved bryting av induktive belastninger, kan skade tilknyttet utstyr og begrenser også kontaktorenes driftsfrekvens.

​II. Kjerne-løsning: Prinsipp for bueløs bryting​
Kernestrukturen i denne løsningen ligger i å benytte en hybridstruktur som kombinerer ​hovedkontakter + en parallel thyristormodul, med nøyaktig utløsende kontrollkrets for å sikre presis synkronisering av deres skiftefølge.

1. ​Kernedesignmetode:
   • Bruk av toveis thyristorer som kontaktløse skruer for å oppnå ​forst sette, siste bryte​ strømskifte, fullstendig unngår buegenerering.
   • Bruk av tradisjonelle mekaniske kontakter for å føre strøm under stabil ledning, overvinner svakheter ved rene kontaktløse skruer (f.eks. bruk av kun thyristorer), som dårlig motstand mot pulsjestrøm, høy ledningspenningfall, høy kostnad, og behov for store varmekilder.
   • Millisekund-nivå nøyaktig synkronisering mellom de mekaniske kontaktene og halvleder-enheter (thyristorer) via utløsende kontrollkrets er nøkkelen til suksessen med denne løsningen.
2. ​Nøkkelfunksjonsflyt (med CJ20-40A Kontaktor som eksempel)​:

​III. Implementeringsprosess og modifikasjonsplan​
Denne løsningen følger prinsippet om ​​"målrettet modifikasjon basert på modne produkter,"​​ noe som reduserer betydelig industriell barrierer og kostnader.

​Spesifikke modifikasjoner:

1. ​Elektromagnetisk system: Lette justeringer og optimaliseringer for å sikre at dens aktiveringstid oppfyller nøyaktighetskravene for synkronisering med thyristorkretsen.
2. ​Kontakter og buetilintetgjøringssystem:
   o Ettersom bueløs bryting er oppnådd, blir det opprinnelige buetilintetgjøringkammeret unødvendig og kan fjernes.
   o Erstattet med en høytemperaturbestandig isolert housing. Denne nye housingen integrerer tre toveis thyristorer, utløsende kontrollkrets, og andre nødvendige elektroniske komponenter.
3. ​Utseende og kompatibilitet: De modifiserte kontaktorenes eksterne dimensjoner, monteringshull, og kablingsmetode er helt konsistente med standardkontaktorer. Brukere kan erstatte og oppgradere uten å endre noen monteringsbaser eller kablingslogikk, noe som betydelig forenkler markedsadopsjonen.

​IV. Testkonklusjoner og signifikant verdi​
AC-kontaktoren utviklet basert på denne løsningen har bestått streng mekanisk og elektrisk utholdenhetstesting, og har bekreftet sin sikkerhet, pålitelighet, og gjennomførlighet.

​Kjerneverdi levert:
• ​Revolutionær ytelsesforbedring: Fullstendig eliminering av buegenerering øker elektrisk utholdenhet med ti ganger, teoretisk oppnår nivået for mekanisk levetid. Reduserer også kontaktvedlikehold og øker tillatt driftsfrekvens.
• ​Utvidede anvendelsesområder: Bueløse egenskaper muliggjør sikker bruk i høyrisikomiljøer med streng eksplosjons- og brannsikkerhetskrav, som petrokjemiske anlegg, kullgruver, romfart, etc., gjør det til en høyst pålitelig kjernekomponent i kontroll- og strømforsyningsystemer.
• ​Miljøvennlig: Reduserer betydelig buespredte nettforkjemping og elektromagnetisk støy, i tråd med utviklingstreningen for moderne grønne elektriske apparater.