直流塑壳断路器触头系统磁场区域电动斥力的分析

依据电流—磁场—电动斥力之间的方程,考虑铁磁物质的影响,应用Ansys三维有限元非线性分析方法,引入块状导电系统模型作为接触点,模拟触头间的电流收缩,计算触头间的电动斥力。通过对有/无磁铁的直流塑壳限流式断路器触头系统在不同开距下的电动斥力的仿真分析,得出了触头系统在铁磁物质的影响下电动斥力比在无磁铁时明显增大;增大触头间的电动斥力也是增大触头系统开距的一种有效方法。     

低压塑壳断路器中电动斥力的三维有限元非线性分析与实验研究

电动斥力的计算对低压塑壳断路器(MCCB)的设计有重要意义.基于电流-磁场-电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,引入圆柱导电桥模型作为接触点模拟触头间的电流收缩,统一计算触头间的Holm力和动导电杆上的Lorentz力.耦合电路方程,并以动触头上的预压力为约束通过迭代运算,从而确定动触头的打开时间.分析了五种不同结构的MCCB,并对电动斥力和触头打开时间进行了实验研究,结果表明,该方法是有效的,可用于MCCB新产品触头系统的设计.     

12 kV真空灭弧室触头电动斥力计算与结构优化

在真空灭弧室合分闸过程中,动静触头间产生的电动斥力会加剧触头弹跳现象,引起高温电弧烧蚀触头,从而影响到真空灭弧室的工作性能。文中运用虚拟样机技术建立真空灭弧室触头结构三维有限元模型,并引入圆柱状导电桥模型作为接触点模拟触头间的电流收缩现象,采用电磁场仿真软件Ansoft Maxwell计算出动静触头间电动斥力;并对触头结构进行优化以减小触头间电动斥力。计算结果表明:触头闭合时洛伦兹力与霍尔姆力方向相反,存在一个合适的接触力能够使触头的总电动斥力降低至0N;灭弧室触头产生的电动斥力随着杯座开槽个数、杯指回旋角度、触头片开槽长度增加而减小;在4种铁芯结构触头中,环状铁芯优化效果较好,既可有效减小触头间电动斥力,同时也能改善触头的磁场特性。     

大容量塑壳断路器中电动斥力的三维有限元分析

触头系统电动斥力的计算对塑壳断路器的设计有重要意义。基于电磁场及电动力的关系,并考虑铁磁物质的影响,应用Ansys进行三维有限元非线性分析,采用导电桥模型计算具有分片式触头系统的大容量塑壳断路器在恒定电流时的电磁场分布,以及各个动触头上电动斥力的大小。结果表明,各触头片的电流和电动斥力不均衡。该结论对触头系统的设计有一定的指导意义。     

考虑触头间电流收缩影响的低压塑壳断路器中电动斥力分析

基于电流-磁场-电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,对比分析分别用Holm公式和引入圆柱导电桥模型考虑由于触头间电流收缩产生的Holm力计算方法.结果发现,虽然两种方法计算出的电流和磁场分布完全不同,但是当电流在10kA以下时力的计算结果误差不超过10%.并用拉压传感器对电动斥力进行了实验测量表明计算方法和结果是正确的.     

万能式断路器中电动斥力的三维有限元非线性分析

触头系统上电动斥力的计算对万能式断路器(ACB)的设计有重要意义.基于电流-磁场-电动斥力方程,应用ANSYS进行三维有限元非线性分析,计算了万能式式断路器通过恒定电流时的电流磁场分布,以及各个动触头片上电动斥力的大小.     

万能式断路器短时耐受电流的有限元分析

以某型号万能式断路器的主触头系统为研究对象,采用导电桥模型模拟触头间的微观接触,建立电动稳定性和热稳定性的计算模型,对触头电动斥力以及触头温升进行了定量分析。在此基础上,校核断路器短时耐受电流能力。在电动稳定性计算中,考虑涡流的影响,采用三维电磁瞬态分析,对触头电动斥力进行了定量的分析。在热稳定性计算中,利用改进的导电桥模型获得了瞬态温度场的仿真结果。根据已建立的模型分别考虑了移动转轴孔的位置和增大触头终压力2种方案对短时耐受能力的影响,并给出了具体的优化方案。     

低压塑壳式断路器触头打开时间的仿真与实验分析

触头打开时间对于低压塑壳式断路器的限流性能有重要意义.基于电流-磁场-电动斥力之间的方程并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,计算出作用在动导电杆上的电动斥力.通过耦合电路方程,并以动触头上的预压力为约束,经迭代运算,确定动触头的打开时间.实验表明计算方法和结果是正确的.     

电动斥力作用下低压断路器分断特性的研究

基于多体动力学原理,建立低压塑壳断路器操作机构的仿真模型,并通过试验验证模型的正确性.依据电场、磁场、斥力之间的关系,建立了低压断路器分断过程中电动斥力的数学模型,通过计算不同电流和触头转角下导电回路的洛仑兹力,应用二元三次插值技术分析电动斥力.并且通过ADAMS二次接口的自编程实现了电路方程、电磁场和机构运动方程的耦合求解.结果表明,由于电动斥力的作用,加快了断路器的分断,低压断路器在预期短路电流10kA下,机构的动作时间比空载时缩短了1ms.     

低压断路器触头系统电动斥力的计算

当断路器分断故障电流时，分析作用于触头系统上的电动斥力对于断路器的优化设计非常重要。本文在三维积分方程法的基础上，分析触头接触面上电流线收缩，触头臂上的电流及非线性灭弧栅片对电动斥力的影响，并制作了样机，在低压大电流回路上对该方法进行了验证。使用该方法能够计算作用于万能式和塑料外壳式断路器触头系统的电动斥力，为低压断路器的触头系统设计提供一种新的方法。     

基于电磁斥力原理的高速触头机构仿真分析与设计

为了分析电磁斥力机构主要参数对斥力机构作用效果的影响,以指导基于电磁斥力原理的高速机械触头机构的设计,在对电磁斥力机构工作原理进行细致分析的基础上,推导出斥力的计算方程。采用有限元仿真计算的方法分析了不同机构参数对电磁斥力的影响规律,为优化设计提供依据。设计了基于电磁斥力原理的高速机械触头机构样机,样机的实验结果验证了仿真分析正确、可靠,同时表明该机械触头的初始分离时间为220μs,能够满足混合型限流断路器对高速机械触头机构快速动作、高速运动特性的要求。     

双断点塑壳断路器触头终压力设计

新一代塑壳断路器（MCCB）采用电动斥力型旋转双断点触头结构,较传统单断点MCCB有更高的限流性能和分断能力。针对旋转双断点MCCB的结构特点,采用仿真与试验相结合的方法对MCCB触头终压力进行了设计与分析。利用有限元法与解析法分别计算触头洛伦兹力和霍尔姆力,获得触头所受电动斥力。基于触头电动斥力的计算,实现触头终压力的初步设计,并通过热一电耦合分析计算MCCB的稳态温升,对预设的触头终压力进行校核。     

基于AgW触点材料的大功率继电器触点间的电动斥力

讨论了大功率继电器所用的AgW触点间的电动斥力,通过对AgW触点间电动斥力的理论计算,得到电动斥力与W含量的关系曲线。曲线表明,随着W含量的增加,电动斥力变大,但该力与触点间的接触压力相比则小得多,可以忽略。在进行大功率继电器设计时,该结论对估算触点间的电动斥力有指导意义。     

微型断路器开断过程的数学建模与仿真分析

以额定电流63 A的微型断路器为研究对象,采用Ansys有限元分析软件,计算微型断路器螺线管脱扣器静特性和触头电动斥力,并在此基础上利用多体动力学仿真软件Adams对微型断路器建模仿真开断过程。分析了不同电流情况下电动斥力对微型断路器开断性能的影响。分析了推杆与脱扣杆的距离、动铁心与动触头的距离对微型断路器开断性能的影响,为微型断路器的设计提供一定的依据。     

触点在线补偿装置电动斥力分析

基于通过触点电流可以在线补偿触点压力的原理,提出补偿器应用于真空断路器的方案。实验结果表明补偿器的应用有效地提高了开关的性能,为研究电动斥力对断路器机械特性的影响及机构的优化设计提供了良好的平台。     

混合型限流器高压转换开关电动斥力简化计算

混合型限流器的关键部件电动斥力机构目前主要采用有限元软件仿真分析,为了能使用简单可行的解析手段分析电动斥力机构,提出了按其能量平衡方程推导出的斥力表达式,即斥力等于驱动电流的平方与等值电感对动盘位移微分的乘积,且后者在动盘运动初瞬为常数。利用加速度传感器间接测量电动斥力,结果表明等值电感与动盘位移间有线性关系。实测加速度滞后驱动电流约100μs,原因是斥力从动盘传至加速度传感器过程的机械传输时间。试验结果与理论分析一致,证明电动斥力在动盘运动初瞬全部用于产生加速度,而后随动盘速度和位移增大加速度逐渐减小。     

限流式断路器触头的电动斥力分析

基于触头系统的电动斥力对限流式断路器的分断具有重要影响,利用三维有限元软件ANSYS分析限流式断路器触头部分磁场的分布,并统一计算触头系统的Holm力和Lorentz力,分析影响Lorentz力的因素.结果表明,导体截面及间距等参数对Lorentz力影响较大.