继电器和接触器是在国防、电力系统、煤矿、卫星通讯、铁路(机车与车辆)等领域广泛应用的电器元件，其可靠性及寿命直接影响整个系统的可靠性和安全性。由于机械触点在开断过程中存在拉弧现象，所以电磨损不可避免，且功率越大电磨损越严重，这是影响大功率机电开关使用寿命的关键因素。固态电器尽管具有无触点结构，可以实现开关无电弧，但其漏电流大、接触压降高、体积大、过载能力差、价格高，所以应用范围受到限制。本课题研发的大功率无弧长寿命混合式继电器接触器集电磁电器和固态电器两者的优点，采用电子开关器件(三极管、晶闸管、MOSFET及I GBT等)，由逻辑(或微处理器)控制电路在机械触头通断瞬间，由电子开关承担负荷，稳态时由机械触头承载工作电流。混合式继电器接触器的技术特点是：(1)长寿命高可靠性：(2)绿色环保：(3)防爆。
    目前国内还没有大功率无弧长寿命混合式继电器接触器产品问世。本项目具有很高的经济效益和社会效益。
    主要研究内容如下：
    (1)研究机械电磁开关动作时间的分散性及其与半导体电子开关的佳动作时序关系；
    (2)分析与研究变压器隔离、光电耦合器隔离及光伏电池隔离等的技术特点，优选出最佳的隔离转换模块方案；
    (3)分析与研究三极管、GT0、晶闸管、IGBT等半导体器件的技术性能，建立非线性器件的等效数学模型，采用ANSYS有限元热场及热应力分析软件，研究在一定的负载(阻性和感性)电流情况下，器件导通时间与器件温升的关系，以选择最佳的半导体器件额定功率及散热器体积；
    (4)研究基于单片微处理器的交流混合式接触器在阻性和感性负载条件下的电子开关与电磁开关的最佳配合条件；
   (5)采用EDA仿真软件和试验的方法，研究抑制和缓冲负载电流和电压变化率的电子路，以保护电子开关不受损坏；
   (6)研究整个系统的参数优化设计和可靠性优化设计。采用正交试验设计方法，研究实现在保证产品输出特性稳定性的情况下的最佳参数水平组合：研究在电源电压波动。（包括冲击电压）、环境温度湿度变化、振动和冲击、元器件老化等因素影响下，如何提高产品的可靠性及使用寿命。

    单位名称：哈尔滨工业大学
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