断路器新型磁力操动机构的研究.rar

随着电力系统快速发展，对输配电系统中最重要的开关电器——断路器的质量和性能提出了更高的要求。而断路器的操动机构是决定断路器能否正常开断的关键因素，加快性能优良可靠的断路器操动机构的研发是近年来开关行业的主要研究热点。 影响SF6断路器可靠性的一个重要因素是操动机构的可靠性。目前，SF6断路器主要采用弹簧操动机构。传统的弹簧操动机构由许多机械零件和复杂的锁扣装置组成，具有传动机构复杂，制造工艺要求高，产品可靠性不易保证等缺点。论文在对传统的操动机构进行优、缺点分析的基础上提出了一种新型的断路器操动机构——磁力操动机构，它利用永磁体构成闭合磁路，在动静铁心之间加装可移动线圈，利用永磁体产生的磁场来切割带电线圈产生洛伦兹力，从而带动断路器上、下动作。在分、合闸位置上，采用辅助永磁体进行位置保持。它具有零部件数量少、可靠性高、免维护等传统断路器操动机构所无法比拟的优点，同时适合于中、高压断路器的长行程的使用，受到了世界各国的普遍关注。 论文对新型中压断路器磁力操动机构的原理进行了详细的介绍，分析了磁力机构的静态吸力、动态特性以及控制系统的设计。采用电磁场分析软件Ansoft建立了一种磁力机构的几何模型，结合几何模型对新型磁力机构的结构进行了二维及三维的数学建模。其中磁力机构模型的静磁场计算采用Ansoft中的有限元法，对永磁体单独作用的磁力机构的静态保持力和运动线圈的洛伦兹力进行了分析计算。论文还对新型磁力机构的动态特性进行了分析与数学建模，给出了动态微分方程组。通过Ansoft软件的瞬态求解器，获得了电容放电激励下的磁力机构运动线圈的位移随时间变化的曲线，为建立样机提供了理论指导。 制作了实验样机，并且进行了控制系统的设计，应用电力电子器件设计了简单的合闸、分闸电路，实现了磁力机构的分、合闸操作，应用GKC—C高压开关动特性测试仪对样机进行了动态特性实验，并采集到一系列运动参数。实验表明新型磁力机构具有较好的机械运动特性，为进一步应用于高压断路器中打下了良好的基础。

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