基于ANSYS的高速斥力机构的分析与实验

电磁斥力机构是利用涡流原理制作的一种新型快速操动机构,由于受力金属盘的激励源频率是随一个时间变化的量,使用普通方法建模难于对斥力机构进行全面分析.本文用有限元分析软件ANSYS对高速斥力机构进行了分析,通过的对整个斥力机构的各种参数进行分析和寻优,找到了如何提高斥力机构工作参数的基本规律,并通过实验进行了速度测试.分析结果对于使用涡流斥力机构进行大负载高压开关操动提供了设计指导.     

新一代高压断路器的电机操动机构

高压断路器的传统操动机构有气动、液压和弹簧机构.从统计观点看,断路器的大多数主要故障和次要故障归根于操动机构.为了克服传统机构的局限性及满足现在和未来的功能需求,需要使用新的原理.现一种新的操动机构原理"电机操动机构"被开发出来,这种新技术基于电气系统设计.本文对这种新电机操动机构的设计进行了介绍.     

跳扣限位轴对操作机构性能的影响及优化

建立了低压断路器操作机构的虚拟样机模型,利用虚拟样机软件ADAMS仿真了机构的动特性,并以跳扣限位轴的位置为设计变量优化了操作机构,使机构打开时间缩短了 1 ms.通过对优化前后的机构进行实验对比验证了仿真结果的正确性.     

基于动态分析的永磁机构最佳设计参数的选择

开发了永磁机构动态分析软件,采用有限元法进行磁场计算,耦合机构运动和电路方程,仿真了机构及开关的动作特性并通过试验验证.提出了永磁机构中非工作气隙δ的概念,研究了δ,电容器容量,线圈参数以及供电方式对开关分合闸电流及速度的影响.本文从节能和缩小开关体积的观点出发,进行参数的优化选择.     

真空接触器采用永磁机构时的反力特性

论述了永磁机构的工作原理,分析了采用不同机构的真空接触器的反力特性.永磁机构是一种用永磁力作稳态保持、由电磁线圈提供动作能量的机械系统.     

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.     

CY5型液压机构常见故障的诊断分析及处理方法

根据作者的工作经验,针对CY,型液压机构在运行中出现的机构压力异常,油泵异常,液压机构拒分、拒合,液压机构合后又分,液压机构操作失压等常见故障,进行了分析并提出处理方法.供同行参考.     

低压断路器操作机构的应力分析

虚拟样机技术已成为开发新型低压电器的关键技术.将有限元分析软件ANSYS和多体动力学软件ADAMS相结合,建立了塑壳断路器刚-柔耦合的机构动力学模型,分析了分断过程中机构主要构件的应力分布情况.分析结果为塑壳断路器机构的改进设计提供了参考依据.     

一种断路器弹簧操动机构弹簧压力监测系统的设计与实现

弹簧操动机构由于结构简单、体积小、对环境无污染、可靠性高等优点,在断路器中得到广泛应用.在弹簧操动机构运行故障中,储能弹簧问题最为突出.本文设计了一种断路器弹簧操动机构弹簧压力在线监测系统,实现了断路器机构弹簧断裂和疲劳松弛的在线监测和故障预警.     

弹簧操动机构中凸轮的优化设计

为了达到真空断路器与弹簧操动机构的最佳匹配.弹簧操动机构中凸轮的优化设计十分重要。根据不同型号真空断路器配用的弹簧操动机构中的各种凸轮,分别对两种凸轮用作图法画出凸轮轮廓曲线,结合凸轮轮廓曲线的不同运动规律,提出了按变加速度运动规律来设计弹簧操动机构中凸轮的观点。用此方法设计的凸轮机构.与不同形式的真空断路器匹配后,在弹簧刚度减小的情况下.断路器闭合的平均速度明显提高且机构断路器闭合功率减小幅度很大.克服了弹簧操动机构的冲击振动大的缺点.试品各种参数均满足产品技术条件的要求.试验结果非常理想。实践证明按此方法设计的凸轮,传动效率有明显提高,这对延长操动机构的机械寿命大有好处。     

永磁悬浮主动驱动质量系统的支撑特性及应用

本文提出了一种永磁悬浮主动驱动质量机构,设计了其结构,它具有无接触、无摩擦、体积小等优点。针对永磁悬浮主动驱动质量机构,分别设计了单向永磁铁和双向永磁铁悬浮系统,并建立了它们的解析模型。通过分析并计算单向和双向永磁铁悬浮系统的磁力,推导出悬浮系统对质量块的支撑系数。在理论分析的基础上,用ANSYS MAXWELL 3D对结构进行了仿真验证,确定了解析模型理论计算的正确性和进一步优化结构的方法。最后,制作了试验装置并开展了试验。试验结果表明,本文双向永磁铁悬浮系统所用20mm*12mm*6mm永磁铁,最大能对质量块提供大约360N悬浮力,验证了永磁悬浮主动驱动质量系统的可行性。     

一种低压真空接触器用永磁机构的研制

介绍一种低压真空接触器用永磁机构的结构及原理设计 ,分析了此永磁机构结构特征 ,并阐明此永磁机构在应用时永磁保持力的确定     

适用于直流断路器的大电流快速开关分闸特性

快速开关分闸稳定性是影响直流断路器开断性能的关键要素。文中对大电流快速开关的双弹簧永磁操动和电磁斥力双动机构的分闸过程,用有限元方法进行电磁、热和位移等多物理场耦合计算,分析了永磁操动机构驱动线圈是否有必要投入以及不同驱动线圈电流对双动机构分闸特性的影响。结果表明：在永磁操动机构驱动线圈投入的情况下,可提前将永磁吸力抵消,进而避免电磁斥力因做功时间较短而引起分闸回弹现象;由于分闸初期电磁斥力非常大,永磁操动机构驱动线圈的投入对分闸初期的速度影响较小;在电磁斥力消失后,永磁操动机构驱动线圈电流在一定范围内越大,到达额定开距的速度越大,为避免其造成分闸反弹,应合理选择驱动线圈电流值。将仿真结果与实际样机分闸特性曲线进行对比,二者具有较好的一致性,验证了仿真方法的正确性。     

直驱永磁风力发电机永磁体抗失磁能力分析

稀土永磁电机由于其效率高、转矩密度高、功率密度大、控制性能好等特点被广泛应用于风力发电领域,但是永磁体内的磁场波动与电机内的电流和温度相互影响,有发生不可逆失磁的风险,会影响发电机运行的稳定性。以1.5 MW直驱永磁风力发电机为研究对象,从永磁材料的退磁机理、故障电流对永磁体的影响、涡流损耗、永磁体温升的计算和试验等方面进行分析,为大功率直驱永磁风力发电机的设计提供了参考。     

采用ADAMS与电磁系统的耦合优化永磁机构

采用多体动力学软件包ADAMS建立了带四连杆的配永磁机构真空断路器的动力学模型。将磁场方程、电路方程和机械运动方程耦合求解,解决复杂传动方式永磁机构动特性的计算问题。基于永磁机构动特性的计算,对永磁机构的设计参数和结构进行了优化,并且将断路器的灭弧室通过四连杆传动来驱动和通过一个杠杆来驱动进行了比较,结果表明前者的分合闸最大操作电流较小,即永磁机构通过四连杆传动来驱动真空灭弧室比通过一个杠杆来驱动优化效果更好。     

自起动永磁同步电动机齿槽转矩的研究

永磁电机中永磁体与有槽电枢铁心之间相互作用,产生齿槽转矩,引起电机振动和噪声.该文提出了一种针对自起动永磁同步电动机的解析分析方法,得到了齿槽转矩的解析表达式.基于所导出的表达式,根据产生机理的不同,将齿槽转矩各分量分为4类,对各类齿槽转矩的特点进行了分析,并研究了斜槽对各类齿槽转矩的影响,研究表明：与表面式永磁电机不同的是,在自起动永磁同步电动机中采用斜槽的方法不能消除所有的齿槽转矩.     

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。     

Opening characteristics of high current fast switch for DC circuit breaker北大核心

The stability of opening process of fast mechanical switch is the key factor affecting the breaking performance of DC circuit breaker. Based on the finite element method, the multi-field coupling calculation of electromagnetic, thermal and momentum is carried out for the opening process of high current fast switch with permanent magnet operating mechanism and electromagnetic repulsion mechanism. The influence of the driving coil input for the permanent magnet operating mechanism and different driving coil currents on the opening process of double-action mechanism are analyzed. The calculation results show that the permanent magnet suction force can be cancelled in advance when the driving coil of the permanent magnet operating mechanism is put in, thereby avoiding the opening spring back phenomenon caused by the electromagnetic repulsion force due to the short working time. Because the electromagnetic repulsion force is very large at the initial stage of opening,the driving coil input of the permanent maanet operating mechanism has little influence on the initial speed of opening. After the electromagnetic repulsion disappears, the greater the driving coil current of the permanent magnet operating mechanism is, the greater the speed to reach the rated opening distance after the electromagnetic repulsion force disappearing. In order to avoid opening rebound phenomenon, the current value of the driving coil should be selected reasonably. The comparison between the simulation results and the opening process characteristic curves of the actual prototype shows that two curves are in good agreement, which verifies the correctness of the simulation method. © 2023, Editorial Department of Electric Power Engineering Technology. All rights reserved.     

磁通切换永磁电机固有轴电压分析

对以磁通切换永磁(FSPM)电机为代表的定子永磁型电机固有轴电压机理进行了研究,建立了FSPM电机固有轴电压分析的2D和3D有限元模型,探讨了固有轴电压与电机结构参数之间的关系,对不同电机转速、转轴直径和材料、转子偏心度和电枢电流作用下固有轴电压的特性进行了仿真计算,最后以一台12/10极FSPM电机的实验结果验证了分析和仿真计算的正确性,为高速定子永磁电机的设计和可靠性分析奠定了基础。     

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.