永磁操动机构储能电容大小的确定方法研究

真空断路器永磁操动机构的驱动电源多采用储能电解电容器,电容器容量大小对永磁机构的动态特性有重要影响,但如何确定电容器容量大小尚无明确原则。基于此,笔者通过分析永磁机构的电路励磁特征和运动特性,提出一种电容量大小确定方法,即可根据电容放电电流的第1个峰值达到永磁机构动作的临界电流来确定电容容量。在此基础上,以某永磁操动机构为例,具体介绍了电容大小的计算步骤。最后,根据所确定的储能电容大小计算了永磁机构动态特性,计算结果表明,笔者所提出的储能电容大小确定方法既可保证断路器可靠分、合闸,又能使电容量取值最小,从而优化了永磁机构的设计。     

永磁操动机构磁场数值计算

本文提出了永磁操动机构的磁场计算方法,分析了计算结果和磁场分布,并在此基础上分析了永磁操动机构的动作原理。     

双稳态永磁操动机构在40.5kV户内真空断路器上的应用

对双稳态永磁操动机构的磁场分布、铁芯受力和动态性能进行了分析与计算。并在此基础上对40.5kV户内真空断路器永磁操动机构样机进行了设计和性能试验。通过试验得到的数据和曲线证明了断路器各项性能良好。     

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。     

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。     

基于直线电机控制模式的永磁断路器及控制单元设计

文章介绍了高压永磁断路器操动机构及运动模式,主要分析了双线圈双稳态永磁机构的特性及运动方式。阐述了采用PWM脉宽调制控制技术及PID算法进行分合闸运动,以及采用直线电机控制模式的永磁断路器控制单元的硬件和软件设计。此设计解决了国内常用的分-合闸控制的缺陷,使得分合闸控制更加平滑,并且节省了产品成本。     

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.     

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。     

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。     

基于高速斥力机构的72.5kV双断口真空断路器研究综述

本文基于国内外研究者的理论分析与实验结果,提出分合闸性能良好的采用高速斥力机构的72.5kV双断口真空断路器设计方案。72.5kV真空断路器利用H型结构优势实现断口均压,由两个40.5kV标准电压真空灭弧室底部串联构成,采用一套永磁斥力操作机构进行操作,该机构由高速斥力和永磁保持操动机构组成。在此基础上制作了样机,通过实验验证了该设计的优越性。     

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。     

永磁机构的特点及其在矿用高压隔爆真空开关的应用

介绍了一种用于真空断路器的永磁保持、电子控制的操动机构.论述了永关机构的结构及工作原理.     

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.     

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.     

一种分析永磁操动机构动态特性的方法

动态特性是永磁机构优化设计中的关键问题.提出的方法是对多体动力学软件包ADAMS的二次开发,实现了对多自由度、传动复杂的永磁机构动态特性的计算,为设计结构更合理的永磁机构提供了一种有效的方法.     

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.     

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。