交流接触器动态电磁力的计算及测试

通过仿真计算了某型号交流接触器动铁心所受的动态电磁吸力和产生的位移,以及整个吸合过程中线圈中产生的电流,再通过特制的接触器动态数据采集系统实测出了接触器动铁心的运动曲线,进而通过后处理求出了动铁心所受的电磁吸力。两相对比,说明了仿真方法的准确性,从而为后期仿真方法的进一步推广和运用提供了切实可行的保证。     

串联双线圈直流接触器电磁机构动态特性仿真与试验研究

针对串联双线圈直流接触器,采用试验和仿真的方法对其电磁系统的动、静态特性进行了计算与分析。运用ANSYS软件的参数化设计语言,对接触器的电磁系统进行了三维有限元模型分析,对动铁心的静态吸力、两线圈的自感和互感进行了计算。在静态磁场计算的基础上,运用耦合电压平衡和达朗贝尔机械运动微分方程对动铁心的动态特性进行了仿真。在仿真中将其动态过程分成4个阶段,每个阶段对应不同的电压平衡方程。将得到的方程组导入到Matlab软件中S函数模板进行动态特性曲线仿真,结果与试验结果相吻合。     

永磁式接触器动触头动作特性仿真分析与试验研究

针对单线圈单稳态永磁式接触器，采用仿真和试验的方法对永磁机构接触器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特征微分方程，在上述静态仿真的基础上进行了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，仿真动触头和动铁心的位移-时间特性。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，显示动触头动作特性仿真和试验结果一致性很好。     

无位置传感器的智能永磁接触器弱磁控制及合闸动态特性分析

针对永磁接触器提出了一种弱磁控制策略,实现合闸过程的智能化闭环控制,使其动态吸力和反力达到良好配合.结合磁路和电路模型,实现了动铁心实时位移信号的无位置传感器检测.耦合电压平衡方程和机械运动方程,建立了弱磁控制策略下合闸过程的动态数学模型,并采用4阶龙格-库塔法仿真了合闸动态过程.实验结果表明,通过调整和优化正、反向PWM占空比,可实现线圈正、反向电流的有效控制,由此调节动触头和动铁心的运动速度,使触头一、二次弹跳明显减少.仿真与实验结果比较吻合.     

塑壳断路器螺管式电磁系统的设计

介绍几种典型的电磁系统的特点。提出了塑壳断路器螺管式电磁系统的设计计算方法。通过计算,确定了电磁系统铁心半径、磁动势、线圈参数、电磁系统吸力和反力、反力弹簧的各种参数。     

直流断路器快速电磁机构分合特性研究

文中基于某轨道交通直流断路器的总体结构模型,设计了一种快速电磁操动机构,对其结构和工作原理进行了阐述。基于电磁场分析理论,利用有限元分析软件ANSYS对电磁机构的静态特性进行了仿真分析,得出了在合闸状态下磁场分布和动铁心所受电磁吸力情况,并对其影响因素进行了分析。然后对电磁操动机构在不同电流条件下的电磁吸力随气隙变化进行了仿真分析,得出了机构空载条件下的动态输出插值数据。最后建立直流断路器动力学分析模型,借助动力学分析软件ADAMS,将建立的动态离散数据导入其中,对直流断路器动态分合特性进行了仿真,得出了机构分合机械特性曲线,结合试验样机测试结果进行对比分析,验证了整个直流断路器电磁与机械特性耦合分析计算方法的正确性。     

基于ANSYS/ADAMS的交流接触器机构动力学仿真的研究

研究交流接触器在吸合过程中的动态特性。首先用Pro/E软件建立交流接触器操动机构的三维实体模型,用ANSYS对其电磁结构进行电磁力的有限元分析,得到电流/气隙与电磁吸力/磁链之间的关系表。之后用ADAMS软件对操动机构进行了动力学仿真分析,仿真结果与试验结果吻合。     

高压开关操作电磁铁动态特性逆分析的研究

基于测量合、分闸线圈的电流波形，提出了进行电磁铁动态特性逆分析的方法。结合电磁定律和机械运动方程，导出了用于逆分析的基本动态方程。分析指出，从线圈电流波形中可以提取若干“指纹”特征参数来描述铁心的运动过程，并作为逆分析的基础与验证。对一个10kV SF6开关的分闸电磁铁进行了实验量测和逆分析研究，获得了磁链一电流特性、铁心行程与速度、电磁吸力与机械反力、磁储能和机械功等动态特性曲线。这些研究结果为电磁铁的设计计算以及高压开关操动机构的故障诊断技术，提供了更为直观、实用的参考依据。     

接触器静态特性测量方法的研究EI北大核心CSCD

鉴于接触器静态特性难以直接测量,该文首次提出接触器静态特性的软件测量方法。首先,从能量守恒的角度梳理接触器机电能量转换关系,推导利用静态磁链求解磁共能,再求解电磁吸力的完整过程,通过有限元仿真验证这一计算方法的理论可行性。其次,采用“动铁心锁紧法”配合“电流闭环控制”开发接触器静态特性测量装置,实现静态磁链及吸力特性的软件测量。最后,基于测得的静态特性数据构建接触器的全过程位移估计器,不仅间接验证静态测量的实际有效性,同时也首次实现接触器起动、保持及分断全过程的位移估计。该文开发的接触器静态特性测量方法具有通用性,因此对接触器的仿真及高性能控制均具有重要意义。     

基于增广动态相量法的变压器励磁涌流频率自适应仿真

电磁暂态仿真中,减小仿真步长可有效抑制非线性变压器仿真过冲失真问题,但大容量变压器的励磁涌流过程往往衰减缓慢,势必会造成仿真效率低,使得仿真时间明显增加。该文建立了一种含有非线性励磁支路的大容量变压器动态相量多尺度电磁暂态模型,并提出一种动态相量磁链预测方法,通过不同仿真步长对磁链和电流进行精准预测和仿真,解决了分段线性化在大步长下出现的过冲失真问题,实现了励磁涌流宽频特征下依旧可以在不牺牲较多谐波的情况下采用大步长仿真的功能。当励磁涌流刚发生时,磁链动态相量变化较大,利用较小仿真步长对磁链进行预测,从而根据电流-磁链曲线拟合关系求得励磁涌流;当检测到磁链频谱集中在工频附近时,磁链的动态相量形式将保持恒定,采用大仿真步长预测磁链,从而根据电流-磁链关系求得准确的励磁电流,在采用大步长的同时解决了过冲失真问题,增加了仿真的计算效率。最后的仿真结果验证了该文提出的变压器模型及动态相量预测法的正确性和有效性。     

航天电磁继电器机械虚拟样机系统的开发

讨论了虚拟样机技术在继电器设计开发过程中的重要意义及开发电磁继电器机械虚拟样机系统的必要性;采用基于多体动力学原理的软件包ADAMS和有限元分析软件ANSYS参数化建立了继电器的机械系统模型;采用电磁场有限元计算软件FLUX计算其电磁吸力,作为机械系统运动激励的数据来源,用Fortran编制dll文件实现了驱动力的加载;采用C Builder编制了用户界面并实现了各软件之间的调用及参数的传递。该仿真系统应用于某型号继电器机械系统的优化过程,通过试验测试了继电器的电流动态特性,证明了仿真模型的正确性,并通过修改建模参数提高了继电器机械系统的性能。     

真空断路器永磁操动机构动态特性仿真及实验

提出了一种适用于永磁机构真空断路器分合闸动态仿真的分析方法.采用Maxwell计算位移、电流、磁链及静态保持力之间的非线性关系,用于查表插值计算.同时采用Matlab建立了永磁断路器动态仿真模型,包括电压平衡和机械运动两个子模型.最后,对设计的样机进行了动态测试.测试结果表明仿真的正确性.     

一种接触器静态吸力连续测量的方法

交流接触器动态过程涉及电磁转换和机械运动的耦合,其电磁吸力的大小同时是励磁电流和动铁芯位移的函数。目前广泛采用的数值计算与模拟仿真方法存在一定的局限性,其计算仿真结果难以反映真实的运动过程。为了准确掌握交流接触器的动态响应过程,需要对不同电流、不同位移时的电磁吸力进行测量。开发一种基于拉力传感器静态电磁吸力测量的方法,可以对不同电流或者不同位移时的电磁吸力进行连续测量。采用该测量方法对CJ20-100型接触器进行了实验研究,将测量结果与模拟仿真结果相比较,验证了该测量方法的准确性。该测量方法为电磁机构动态特性测量方法的研究提供了重要的参考价值。     

27.5 kV永磁机构真空断路器动作特性仿真与试验研究

针对27.5kV永磁机构真空断路器并根据其动作特点,进行了基于Ansoft和Matlab软件的静态、动态特性仿真。首先,建立有限元模型,利用Ansoft软件包对永磁机构的静态特性进行仿真。其次,根据耦合电压平衡方程和达朗贝尔机械运动特征方程,在静态仿真基础上采用Matlab构建永磁机构断路器的运动模型,对永磁机构动铁心、断路器动触头运动特性进行了仿真分析。最后,对设计的样机进行了动态测试,测试结果表明仿真的正确性。     

图形化电磁暂态仿真软件EMTP-RV及其应用

为在电力行业中推广基于Windows平台的新一代图形化电磁暂态仿真工具EMTP-RV(Restructured Version),以便能高效研究电力系统及装置的动态行为,详细说明了该软件包的3个组成部分:EMTP-RV核心计算引擎、EMTP Works图形化编辑界面和ScopeView可视化数据处理程序;描述了其主要元器件模型的基本功能;通过对1台35kV、100MVA静止无功补偿器(SVC)三相阀组动态开关过程的建模和仿真,演示了EMTP-RV的友好界面和强大功能。结果表明,EMTP-RV有效简化了电力系统中暂态过程的研究工作,为复杂电力系统的仿真提供了有力支持。     

基于虚拟样机技术的超小型大功率继电器动态特性分析

基于虚拟样机技术,采用有限元软件Flux3D和多体动力学仿真软件ADAMS,建立继电器的电磁系统和机械系统模型,并通过Matlab／Simulink对机械系统和电磁系统进行耦合计算,实现继电器的动态特性仿真分析。通过对仿真结果的分析发现,该继电器存存严重的释放同跳问题。通过仿真结果和试验结果对比,验证了模型的正确性,为继电器的结构优化和性能提升提供基础。     

控制与保护开关电器电磁系统设计中的可靠性研究

根据控制与保护开关电器（CPS）电磁系统非线性隐式系统的特点,提出了采用蒙特卡罗方法分析CPS电磁系统关键设计参数的波动影响。通过对电磁系统特性仿真、非参数统计分析和参数估计等过程,得到设计参数波动对电磁系统输出特性的影响。研究结果对CPS设计具有一定的指导作用。     

电磁永磁互调解锁装置仿真与设计

针对工业系统中机械连接的控制需求,设计一种以电磁体和永磁体间的斥力为解锁分离力,永磁体对电磁体铁芯的磁力作为预紧力的电磁永磁互调解锁装置.首先用磁路分析法分析电磁力与永磁力之间的互调原理,然后利用仿真软件分析轭铁关键结构参数对解锁分离力的影响,最后依据研究结论制备了尺寸为45mm×40 mm×40 mm的样机,证明了该...