永磁机构磁场计算与仿真分析

永磁机构是一种新型的开关设备操动机构,目前主要应用于中压真空断路器及户外柱上开关.永磁机构设计开发的关键是对永磁机构内部磁场的计算分析.对一种双稳态永磁机构的内部磁场进行了静态计算和动态特性分析,给出了分析结果.指出不同的磁路结构、线圈参数及永磁体的安装位置和性能参数是影响永磁机构工作特性的主要因素.     

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.     

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.     

永磁斥力组合驱动系统的试验研究

阐述了永磁驱动机构和电磁斥力驱动机构的优缺点,提出一种永磁斥力组合驱动系统,该系统充分发挥两种机构的优点,即把永磁驱动机构的稳定驱动力和电磁斥力驱动机构的快速响应时间有机结合起来,以期达到快速稳定的效果.经过样机试验验证,永磁斥力组合驱动系统相比单纯的永磁驱动机构能缩短1/3的时间,特别适合于开距较大的断路器.     

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.     

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.     

单线圈单稳态永磁机构接触器三维磁场分析和电磁吸力的计算

针对某型号单稳态单线圈永磁机构接触器建立了有限元模型,对其进行磁场分析和静态电磁吸力的计算.同时对该永磁机构接触器进行了试验.通过与试验结果对比,证明了计算结果的准确性.计算结果可以为单稳态单线圈永磁机构接触器的设计提供一定的理论指导.     

真空断路器永磁操动机构的应用与发展

根据我国配电网供电对高压断路器的质量和性能要求,阐述了永磁操动机构的工作原理、永磁操动机构与真空断路器的配合特点,以及中压断路器操动机构的现状和我国对永磁机构真空断路器的研发情况.     

真空断路器永磁操动机构研究

真空断路器作为中压开关的主流产品,其可靠性和智能化水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响.作为真空断路器的一种操动机构,永磁操动机构由于具有结构简单、可靠性高等优点,目前已在真空断路器上得到广泛的应用.随着配有永磁操动机构真空断路器的应用范围越来越广泛,对永磁操动机构提出了越来越严格的要求.文中介绍了几种典型的永磁操动机构的结构和工作原理.     

新型四线圈双稳态永磁操作机构的研究

为了解决大行程永磁操作机构设计时出现的分、合闸始动电流过大及刚分速度不满足要求的问题,本文首次提出了四线圈双稳态永磁操作机构的概念.理论分析和试验证明,这是一种可行的方法.关键在于要恰当设计分、合闸解锁线圈匝数的比例,不同的永磁操作机构需要的分、合闸解锁线圈匝数的比例是不同的.另外,本文提出了一种很容易实现的四线圈双稳态永磁操作机构的主回路控制方案.     

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。     

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     

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。     

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.     

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.     

新型电磁推力机构设计与仿真分析

电磁推力机构是一种利用涡流原理制作的新型快速操动机构,在电力系统故障限流、电能质量控制以及相控开关等诸多领域具有广阔的应用前景。本文通过对电磁推力机构的原理和结构进行分析,提出并设计了一台12kV断路器用配永磁保持的新型电磁推力机构,并利用有限元分析软件Maxwell对设计模型进行仿真分析。计算出保持力数值与设计值基本相符,此外,得到该机构的动态参数:仅需1.25ms就可完成合闸,平均速度可达8.8m/s,满足设计要求,从而验证了设计的合理性。     

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.     

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。     

永磁机构在真空断路器上的应用

永磁机构是真空断路器的一种新型驱动机构。章论述了永磁机构的原理、性能及其应用，以供企业在选择开关时参考。