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一種基於內部磁路磁通量動態感測與控制之新型節能高效益接觸器研究開發 To Develop a New Energy-Saving and High Efficiency Contactor Based on Dynamic Magnetic Flux Measurement and Control 計畫類別：■個別型計畫 □整合型計畫 計畫編號：MOST 103-2623-E-270 -001 -ET 執行期間：103 年 01月 01 日至103 年12月31 日摘要 利用導通下具有低功率損失、切換速度快可執行準確控制的特點，旁路導通不穩定暫態時間電弧關鍵詞：。 Abstract This plan aims at developing a new electromagnetic/permanent magnet contactor with hybrid contacts. They can avoid contacts bouncing phenomenon during the closing and opening processes and power saving result.In the closing process, the electromagnetic and permanent magnet force works on the movable irons together leading to the necessary closing time.When it enters into the closed process stage, the holding force only provided by permanent magnet. The power saving result is very outstanding.In order to avoid damaging the using life of contacts, a new contactor contacts structure is constructed in this plan. Through carefully programming the working sequence of new contactor, the new contactor with hybrid contacts will lead to lifespan and better working stability results. Keywords: EM/PM contactor, Power electronic, Hybrid contact, Arc. I. 前言 在電磁接觸器閉合過程中最被使用者關心的問題之一就是接點閉合彈跳[2-5,7]。電磁接觸器的接點彈跳造成因素與後續影響是相當複雜的，在過去曾有專家軟體建模方式試圖找出電磁接觸器接點閉合彈跳行為動作模型[,10]；另外也有在特定條件下驗獲得一些研究成果[8,11]。但是不論是以理論或實驗方法對電磁接觸器接點閉合彈跳問題獲得研究成果，都還尚無法徹底解決實務上接點彈跳的擾人問題。 Nouri等人是第一個提出造成電磁接觸器接點在閉合過程中產生彈跳因素的學者他們研究發現電磁接觸器電樞在閉合前的運動動能過大所造成的[9]，後來他們就嘗試利用電力電子控制電磁接觸器線圈外加平均電壓制電磁接觸器可動接點閉的動能大小，使可動接點不僅可因施加於電樞的電磁吸力持續大於復歸彈簧之反力而繼續向固定鐵心移動，同時又能彈跳持續時間。Nouri等人之後，陸續又有其他學者也針對問題進行研究[1,1]，例如Li 等人研究發現電磁接觸器電樞移動動能與線圈外加交流電壓初始相位角度有著密切的關係[10]；以線圈的外加交流電壓初始閉合相位角作為最佳化目標函數，以賭博理論(Game theory)求解最佳之交流電壓初始相位角[]。 II. 電磁/永磁接觸器的數學模型 電磁接觸器的元件，通常是被應用於電力或控制電路。如圖1為永磁/電磁接觸器的典型結構，包括一組由低電阻銅導體組成之蔽極環，目的接觸器磁路磁通零點 圖 1. 永磁/電磁接觸器組成結構 圖中之符號分別定義如下: a: 激磁線圈； b: 蔽極環； c: 可動鐵心； d: 固定鐵心； e: 襯墊； f: 裝置平台； g: 接點支架； h: 固定接點； i: 可動接點，包含接點橋； j: 接點彈簧； k: 裝置平台的法線； p: 永久磁鐵； : 襯墊的寬度； : 電樞質量； : 復歸彈簧。 在圖1中，永磁接觸器結構是由三個子系統所組成，分別為電系統、磁能量轉換系統、和機械系統，在永磁/電磁接觸器的磁路中包括了