126kV高压真空断路器永磁操作机构及其小型化研究

126kV高压断路器在我国变电站和电厂建设中广泛应用,随着高电压等级的真空开断技术以及长行程永磁操作机构的不断发展,126kV高压永磁真空断路器研究与分析也越来越受到关注。针对一种新型126kV高压永磁真空断路器,提出了3种长行程永磁操作机构的设计方案,并经过试制样机验证,充分证明了设计方向的正确性。3种长行程永磁操作机构的设计重点突出了永磁操作机构小型化的研究,在不断优化永磁操作机构特性以及确保永磁操作机构可靠性的同时,可大大降低永磁操作机构的生产成本,方便高电压等级长行程永磁操作机构的装配,给126kV高压永磁真空断路器的工程应用打下基础。     

永磁机构的研究与发展

从机械设计、电子控制、数学方法、计算机辅助技术和材料科学的角度,对永磁机构的研究进展进行综述、分析和展望,并提出学科交叉、综合设计的发展理念,促进永磁机构的系统化研究和发展。     

永磁机构真空断路器的机械特性受温度影响的研究

对永磁体、永磁机构和永磁机构真空断路器分别进行了高温试验和低温试验,通过试验验证了温度对永磁体的磁通量、永磁机构的静态吸合力和永磁机构真空断路器的机械特性参数的影响规律。结果表明:永磁体的磁通量和永磁机构的静态吸合力与温度为负相关;同时,永磁机构真空断路器的平均分闸速度、平均合闸速度、分闸线圈电流值和合闸线圈电流值与温度均为负相关。     

浅析双稳态真空断路器永磁机构的问题和措施

随着科技的发展,双稳态真空断路器永磁机构更好的应用于变电所,但是在使用中,双稳态真空断路器永磁机构表现出的问题也是非常明显的,本文将分析和探讨双稳态真空断路器永磁机构的问题,以及优化措施。     

永磁接触器的发展与研究综述

综述了国内外永磁接触器发展和研究现状。介绍了永磁接触器的特点、拓扑结构类型、几种新型永磁机构及控制电路。针对目前永磁接触器在结构设计、电磁设计、分析仿真、优化设计与控制技术等方面存在的不足,重点阐述了双动铁心永磁机构、储能电容电压的反馈-保持电路及智能控制电路。为促进永磁接触器的推广应用指出了进一步的研究方向。     

永磁操动机构的发展与应用

介绍了国内永磁操动机构的发展状况,并分析了影响其发展的主要因素。据不完全统计,2002年国内配永磁操动机构的断路器产品的销售总量只有约1000台。因此促进永磁操动机构的推广与应用应从其整体出发,兼顾机构本体和机构控制部分(包括电源)的性能与成本,提高其整体的技术经济指标。     

动态式双稳态永磁机构的研究

提出了一种新型的应用于中、高压真空断路器的永磁机构,其特点是机构为非对称双稳态、多铁心、多线圈,永磁体安装在动铁心上。对这种新型的永磁机构进行了静态磁场分析和动态特性仿真,通过与传统的双稳态永磁机构比较分析得出,新型永磁机构比传统的永磁机构具有明显的优点。     

三相分立式断路器的新型永磁机构

针对三相分立式永磁机构断路器对其配套永磁机构的小型化、低电压、小电流、大保持力等特殊要求,设计并研发了一套新型永磁机构。笔者主要研究在较低电压下永磁机构的分、合闸过程中动铁心的位移、速度等机械参数与时间的关系,确定线圈电流、静态保持力等优化参数。采用有限元法对永磁机构进行分析研究,在Maxwell 2D建立了永磁机构的仿真模型,并根据仿真结果结合样机数据对三相分立式永磁机构优化设计。试验结果证明,优化后的永磁机构各项技术参数达到了设计要求。     

永磁机构磁场计算与仿真分析

永磁机构是一种新型的开关设备操动机构,目前主要应用于中压真空断路器及户外柱上开关.永磁机构设计开发的关键是对永磁机构内部磁场的计算分析.对一种双稳态永磁机构的内部磁场进行了静态计算和动态特性分析,给出了分析结果.指出不同的磁路结构、线圈参数及永磁体的安装位置和性能参数是影响永磁机构工作特性的主要因素.     

新型永磁机构接触器控制器的研制

针对一种新型并联磁路永磁机构接触器,提出基于脉宽调制(PWM)控制的新型永磁机构控制器.根据并联磁路永磁机构工作特点,利用PWM斩波技术调节永磁机构线圈励磁电压.实验结果表明,控制器能够配合并联磁路永磁机构完成接触器的可靠吸合,降低工作能耗,减少噪声污染和触头弹跳.     

真空断路器永磁操动机构的应用与发展

根据我国配电网供电对高压断路器的质量和性能要求,阐述了永磁操动机构的工作原理、永磁操动机构与真空断路器的配合特点,以及中压断路器操动机构的现状和我国对永磁机构真空断路器的研发情况.     

一种主从线圈励磁的永磁机构的优化分析

利用ANSOFT Maxwell 15.0软件对主从线圈励磁和双稳态的永磁机构进行仿真实验.实验表明,主从线圈励磁的永磁机构可改善双稳态永磁机构中存在的问题.对不同结构形式的主从线圈励磁的永磁操动机构进行仿真分析,得出比较优化的永磁结构.     

基于遗传算法的双E型永磁接触器仿真优化设计

在详细分析永磁操动机构模型和相关理论的基础上,给出了永磁接触器操动机构的设计方法。基于磁路法获得永磁操动机构的初始设计参数,建立永磁操动机构最优化模型。采用遗传算法并结合电磁场有限元计算方法求解该最优化模型,获得合理的设计参数,并研制了1台250A配双E型永磁操动机构的永磁接触器。试验结果表明,算法可实现永磁接触器的优化设计,大幅度提高产品的设计效率,验证了设计模型和算法的有效性与正确性。     

永磁斥力组合驱动系统的试验研究

阐述了永磁驱动机构和电磁斥力驱动机构的优缺点,提出一种永磁斥力组合驱动系统,该系统充分发挥两种机构的优点,即把永磁驱动机构的稳定驱动力和电磁斥力驱动机构的快速响应时间有机结合起来,以期达到快速稳定的效果.经过样机试验验证,永磁斥力组合驱动系统相比单纯的永磁驱动机构能缩短1/3的时间,特别适合于开距较大的断路器.     

基于Ansoft Maxwell 2D的永磁机构的仿真研究

基于Ansoft Maxwell 2D的仿真环境,建立了永磁机构的仿真模型,对此环境下的永磁机构进行了静态、动态特性的仿真和研究.仿真结果表明,所使用的方法可以用于指导永磁机构的产品设计和优化.     

基于Ansoft软件的永磁操动机构的研究与仿真

介绍了一种永磁操动机构的结构原理,基于Ansoft软件的仿真环境,建立了单线圈单稳态永磁操动机构仿真模型,通过求解电、磁、机械耦合场获得了永磁机构的静态和动态特性。经仿真结果与实际样机测试结果比较,验证了仿真分析的正确性,为永磁机构的结构设计及优化提供参考。     

10 kV真空断路器永磁机构驱动电路设计

为提高断路器可靠性和智能化水平,减少操作机构故障率,设计基于EXB 841的10 kV真空断路器永磁机构IGBT驱动电路。在分析智能化电网和高压断路器各部件故障类的基础上,对比弹簧机构反力特性、永磁机构反力特性与真空灭弧室反力特性,分析永磁机构电压平衡方程和运动方程,设计10 kV真空断路器永磁机构IGBT驱动电路,并测试驱动效果。试验结果表明:驱动电路设计合理,能够可靠驱动IGBT导通和关断。     

永磁机构真空断路器应用综述

通过阐述永磁机构的结构、工作原理及与其它机构（弹簧操动机构和传统电磁操动机构）的性能比较,突出永磁机构的特点和技术先进性。并针对用户最为关心的三方面问题（即永磁体的可靠性、储能电容的寿命和电子控制装置的可靠性）展开讨论,探讨了永磁机构在真空断路器上的应用前景。     

基于27.5kV永磁机构开关的优化设计

针对应用于铁道牵引供电系统中27.5 kV真空负荷开关的永磁机构铁心行程长、刚合速度过大、分闸时间长,笔者提出一种单线圈单稳态永磁机构:优化设计了永磁机构的动铁心和线圈,达到提高合闸可靠性、适当降低刚合速度以及减小分闸时间的目的;应用电磁场有限元分析方法对永磁机构进行优化设计,并给出了优化设计方案及测试结果。试验结果证明,该永磁机构优化结果达到了设计要求,同时也验证了该方法的可行性。     

35kV真空断路器永磁操动机构的研制

文章给出了真空断路器永磁操动机构的磁场计算方法，分析了永磁机构中的磁场分布和铁心受力。在计算的基础上研制了35kV真空断路器永磁操动机构样机并进行了实验。该永磁机构采用了圆柱形双稳态永磁机构，并通过对线圈和弹簧的设计与调试得到了满意的断路器分合闸性能。