高压真空断路器的一种新的永磁操作机构结构设计

提出了分闸侧采用盆型结构的四线圈双稳态永磁操作机构结构概念,并为这种永磁操作机构设计了控制回路,使永磁操作机构能为高电压等级真空断路器提供更好的分、合闸驱动特性,以充分发挥真空灭弧室高寿命、高可靠性的优点。     

高压真空断路器的三线圈永磁操动机构分析

高压真空断路器触头大开距的特点限制了永磁机构在高压领域的发展。文中提出了一种三线圈永磁操动机构,通过与其他结构的仿真对比,证明了该结构不但可以显著提高分闸速度,而且在动铁心行程的末段还可以有效地限制其冲击速度。文中提出了分段导通的控制方法,在解决三线圈结构永磁机构线圈电流过大问题的同时,进一步降低刚合速度,为真空断路器的动触头提供缓冲保护,减小触头冲击力,能够有效地抑制传统双稳态永磁机构合闸速度过快造成的触头弹跳,延长了触头寿命。     

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.     

一种新型的真空断路器控制电路的设计

ABB公司于1997年研制的永磁机构真空断路器,其永磁机构采用双稳态双线圈结构。而鞍山科技大学采用自行研制的双稳态单线圈结构,这种结构更为简捷、可靠性更高。自行设计的控制电路解决了单线圈永磁机构的分、合闸控制问题。通过计算机仿真和物理实验的对比,验证了设计的正确性。     

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。     

基于操作功最优的永磁机构参数控制优化

以永磁机构分、合闸操作功与真空断路器开断性能要求匹配最优为目标,基于四连杆传动规律将12 kV真空断路器本体及传动机构的反力特性归算至永磁机构的运动部件动铁芯上,构建永磁机构操动特性数学模型。利用ANSYS-Maxwell仿真得到配永磁机构真空断路器的动铁芯位移、线圈电流、电容电压变化曲线等操动特性,计算出机构平均合闸速度、操作功等参数。以真空断路器操作功最优为目标函数,以线圈匝数、线径、操动电流为约束条件,在仿真的基础上建立正交回归实验,利用遗传算法对线圈参数进行优化设计,并通过实验进行验证。结果表明,在保证永磁机构操动特性满足真空断路器动作特性需求条件下,线圈优化设计后的永磁机构操作功从970.41 J降低到362.26 J,降低了动铁芯碰撞速度,提高了机构的稳定性。     

CT2型操动机构分闸线圈参数的改进

<正> 由于制造厂对CT2型操动机构的分闸线圈参数已作过几次改进,故我们使用单位运用中的该型机构分闸线圈基本上为下列两种:分闸脱扣机构为锁钩结构者,当额定电压为220V者,线圈电阻320Ω,安匝数为1920;当分闸脱扣机构为四连杆过死点自锁结构者,线圈电阻为280Ω,安匝数为2100。 根据我局使用情况说明,上述两种参数的分闸线圈都同样存在下列两方面的问题:一是安匝数偏小,分闸机构扣合距离或者过死点距离稍调整大一点,分闸脱扣动作电压就会偏高,如果要做到机构能可靠地扣合,合闸过程中不致于出现滑扣,则一般都得在     

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。     

12kV真空断路器半双稳态永磁机构的设计

应用于真空断路器的永磁操动机构一般分为双稳态和单稳态永磁机构。对于单稳态永磁机构,通过调整分闸弹簧在分闸位的预拉力,可以实现对分闸特性的调节。增大预拉力可以缩短分闸时间,降低分闸弹跳,但预拉力过大会导致合闸状态时的保持合力减小,可能造成合闸的不可靠,也会对合闸动态特性造成不利影响,如合闸时间增加等。本文提出了应用于12kV真空断路器的半双稳态永磁机构的设计方法,该机构在分闸状态由较小的永磁保持力和弹簧力共同实现分闸保持。分闸位保持力大有助于抑制分闸弹跳,同时永磁保持力在动铁芯离开分闸位置后迅速减小,对合闸保持以及合闸动态特性几乎没有不利影响。利用Ansoft Maxwell软件建立永磁机构模型,进行静态和动态的仿真。根据设计结果制作实际样机,对其进行测试,实验结果验证了设计与仿真的正确性。     

低压断路器合闸线圈保护的研究

提出一种解决低压合闸线圈烧毁的方案,结合具体要求设计出一种针对低压合闸线圈保护电路.在合闸线圈回路中增加了一个保护装置,当断路器未能及时跳闸时,采用4060芯片延时启动保护,切断合闸线圈回路,从而保护合闸线圈.低压合闸线圈回路在正常工作时能够监视低压主电路的运行状态,在发生短路故障时,能够切断合闸线圈保护回路,避免合闸线圈长时间工作在大电流环境下而烧毁,避免断路器操作机构卡死或者断路器辅助触点切换不正常,导致合闸线圈回路不能及时断开而烧毁的现象发生.     

12kV真空断路器双线圈单稳态永磁机构的设计

针对应用于12 kV真空断路器的单线圈单稳态永磁机构的分闸电流较大及分闸速度不易提高的问题,笔者提出一种双线圈单稳态永磁机构,其合、分闸操作各使用一个线圈,且设置有一个磁短路环,达到降低分闸电流及提高分闸速度的目的。应用磁场有限元分析方法对永磁机构进行优化设计,并给出了设计方案及样机测试结果。试验结果证明,该永磁机构各项技术参数达到了设计要求,同时也验证了该方法的可行性。     

一种永磁操动机构的智能控制与电子驱动装置的研制

永磁操动机构的控制与驱动电子化可实现其小型化和免维护。笔者研制的智能控制与电子驱动装置采用CPLD完成智能控制,并采用由SCR和IGBT组成的电子开关通断合分线圈电流,它不仅能完成断路器的合分闸操作,还具有过流/欠压分闸、合分闸闭锁、以及操作系统的故障监测、诊断与报警等功能。通过在断路器上成功的操作试验,给出了电子开关控制切断合分闸线圈电流较合理的时间范围。     

永磁操作机构真空断路器储能电容参数的选择

为了确定配用于真空断路器的永磁操作机构分、合闸激磁线圈放电电容参数,进行了相关的理论分析和储能放电电容不同电容量下永磁操作机构特性试验研究。在永磁操作机构分、合闸过程中,电容器的放电过程必须是阻尼情况,由此可确定储能放电电容的参数基值。其最终值,应在调试真空断路器动态指标的过程中确定。     

永磁机构始动安匝的研究

针对永磁机构始动安匝的意义,分析了始动安匝对永磁机构整体发展的影响,提出了优化配置始动安匝参数的基本方法与应用,通过仿真计算证明了采用不同的激磁方式可优化配置安匝参数并有效降低激磁电流,同时改善了分、合闸运动的动态特性。还首次提出反向激磁的临界值理论。     

线圈匝数对磁耦合谐振式WPT输出功率的影响

针对磁耦合谐振式无线电能传输的4线圈模型中线圈匝数对系统传输功率的影响,本文通过建立系统模型,利用电路理论计算得出系统的输出功率公式,并使用MATLAB软件仿真分析了系统的输出功率曲线.分析结果表明在4线圈的结构和材质相同的情况下,接收线圈的匝数增加比发射线圈匝数的增加使系统的输出功率要提高很多.同时,接收线圈匝数的增加使系统功率达到最大值的频率有明显的下降,而发射线圈增加相同匝数时,频率变化不明显.该结果还表明,接收线圈匝数增加时系统输出功率达到最大值对应的负载电阻在变大.因此,在4个线圈结构相同时,增加接受线圈匝数可以提高输出功率.     

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.