单稳态永磁操动机构设计及动态特性分析

admin · 发表于 2022-9-7 21:35:23

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永磁机构作为新一代真空断路器的操动机构，具有零件少、可靠性高、免维护、出力特性与真空断路器反力特性配合良好等传统操动机构所无法比拟的优点。本文提出了一种结构新颖的单稳态、双线圈结构的永磁操动机构。本课题的任务是开发基于KLHVB-12/T1250-25真空断路器的单稳态永磁操动机构。本文利用分段法和ANSYS设计了铁心结构和各部分尺寸；同时设计了一种基于能量法的动态特性分析方法，通过研究分合闸电容、线圈、磁路三者间的关系，设计永磁机构的动态参数。本文论述了动态特性分析的理论和方法，为后续动态特性分析奠定了理论基础。针对双线圈单稳态永磁操动机构，采用联合仿真和试验的方法对永磁操动机构的静态和动态动作特性进行了研究。首先，利用ANSYS软件包采用有限元模型，进行了动铁心静态吸力的仿真；其次，耦合电压平衡和达朗贝尔机械运动微分方程，在上述静态仿真的基础上进行动铁心动态吸力的仿真。然后，利用ADAMS软件构建操动机构的机械模型，仿真动铁心的位移动态特性。最后，设计试验用原型机进行试验，对仿真结果和试验结果进行对比分析。该研究工作表明：应用该仿真研究大大缩短了单稳态永磁操动机构的开发周期和研发成本，为永磁操动机构这一新产品的工作性能和经济性能的不断提高提供了技术支持。本文已完成单稳态永磁机构样机的软硬件设计和调试。硬件系统由机构铁心、分合闸线圈、分合闸电容、控制器硬件电路。软件系统主要包括控制器操动程序和永磁机构动态特性分析程序。通过样机的设计和实验，单稳态永磁机构的分合闸特性满足了真空断路器的要求，具有进一步开发和研究的价值。

单稳态永磁操动机构设计及动态特性分析

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