按输出力特性曲线设计凸轮轮廓曲线

针对以往设计断路器弹簧操动机构均是先确定满足动触头速度特性的输出力特性;再根据所需输出特性按照功或功率相等的等效原则计算动触头各行程下的凸轮轮廓半径;最后拟合出凸轮轮廓曲线。文中以设计真空断路器弹簧操动机构上配备的摆动滚子从动件盘形凸轮合闸行程中的轮廓曲线为模型,在以往的设计方法上提出了利用速度瞬心和微积分原理求得凸轮轮廓曲线的方法,该方法解决了传统设计方法繁琐的重复计算,不仅能方便的得到满足输出力特性曲线的凸轮轮廓,并能快速得到凸轮上各行程的压力角。用该方法得出的真空断路器合闸过程中的凸轮轮廓曲线与实际凸轮轮廓曲线进行对比,验证了方法的正确性,对设计弹簧操动机构中满足理想合闸特性的凸轮轮廓具有一定的借鉴意义。     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

对与真空断路器相配的弹簧操动机构而言,其输出力特性和开关负载特性的合理匹配取决于凸轮机构的合理设计。按全程输出力大于阻力的原则,采用分段多项式方法确定了凸轮轮廓线。凸轮机构的理论计算与试验结果比较吻合,表明该方法能够有效地实现凸轮机构的优化设计,在满足操动机构运动特性的前提下,可降低弹簧刚度和输出力。     

高压断路器弹簧操动机构合闸凸轮优化设计

合闸凸轮作为高压断路器弹簧操动机构的核心零部件,其轮廓曲线直接决定着断路器的机械特性。传统的合闸凸轮设计方法是依据断路器合闸行程曲线,反推出凸轮的轮廓曲线。这种方法设计出的凸轮存在动力特性无法准确匹配负载特性、轮廓曲线需要反复试验修正等不足。文中阐述了一种合闸凸轮的优化设计方法,根据该方法设计出的合闸凸轮,动力特性与负载特性匹配性好,输出效率高。最后通过仿真验证和样机试验,证明了该优化设计方法的可行性。     

基于最优合闸速度设计126kV真空断路器操动机构凸轮轮廓

文中以合闸过程中燃弧时间最短为目标,提出了设计高电压等级真空断路器凸轮轮廓的方法。首先,通过实验确定合闸速度特性。得到126 kV真空断路器合闸燃弧时间与预击穿速度的数学关系,表明在预击穿速度为1.15 m/s时,126 kV真空断路器的合闸燃弧时间最短;其次,由上述方法得到真空断路器合闸行程曲线确定凸轮轮廓线。根据合闸行程曲线上每个点确定弹簧操动机构主轴转角,并根据合闸弹簧所需要的能量确定机构储能轴转角,然后由主轴转角与储能轴转角的比值确定凸轮的轮廓曲线。最后,根据上述凸轮轮廓设计方法编制了凸轮设计软件,利用该软件设计的凸轮在ADAMS仿真软件中对整机进行仿真计算,仿真结果得到预击穿速度为1.18 m/s,表明此设计能很好的满足设计要求。     

VS1型真空断路器合闸弹跳优化方案探析

当前真空断路器广泛应用于中压领域,操动机构是决定断路器性能的关键部件之一,与电磁操动机构和永磁操动机构相比,弹簧操动机构由于采用小功率交流电机为合闸弹簧储能而使机构动作不受电源影响,更加稳定,并且掉电后仍能操作一次,同时在分闸时由于参与动作部件少,因而分闸弹簧能实现较好的分闸特性等特点而使用更为广泛。文中的目标是针对目前中国广泛使用的VS1型户内真空断路器,通过运用Adams对VS1型真空断路器的弹簧操动机构进行动力学分析,并结合样机的机械特性实验结果,找出影响VS1型真空断路器合闸弹跳的因素,并提出优化建议。仿真分析和实验测量发现合闸过程之后出现的弹跳问题是由于凸轮机构的配合不当引起。为此针对凸轮机构提出了优化建议,即可以通过修改凸轮轮廓尺寸和提高分闸掣子限位平面来实现减少弹跳,达到提高VS1型真空断路器的合闸可靠性的目的。     

弹簧操动机构合闸驱动凸轮的设计

提出了按变加速度运动轨迹来设计弹簧操动机构的合闸驱动凸轮的观点,实践证明按此设计的凸轮的传动效率有明显的提高,这对操动机构的机械寿命的延长大有好处。     

真空断路器弹簧操动机构仿真与优化

鉴于弹簧操动机构凸轮传动性能直接影响真空断路器的开断特性和使用寿命,根据4种与凸轮配合的推杆运动规律建立了优化整机分合闸特性的目标函数。优化结果表明操动机构的传动性能和开断特性大为改善。     

真空断路器弹簧操动机构合闸凸轮优化设计

针对在设计真空断路器弹簧操动机构凸轮轮廓线的过程中,依靠经验或者反复试验的方法设计出的凸轮轮廓线存在无法准确匹配负载特性的缺陷,采用一种负反馈优化设计方法。首先,根据负载特性推导出动力特性;其次,通过动力特性倒推出凸轮转角,进而计算出凸轮轮廓线;然后,根据凸轮呈现的合闸动力特性再次验证并修正负载特性,保证分合闸速度;最终,通过设计验证证明了使用该方法设计的凸轮能够使得动力特性准确匹配负载特性,并保证断路器可靠合闸。     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

1引言近年来对高压断路器设备故障分布的统计显示,操动机构故障所占比例最大。弹簧操动机构是真空断路器中应用最广泛的一种操动机构,具有操作电源容量小,可采用交、直流两种电源,成本低等优点。与其他类型操动机构相比,弹簧操动机构的结构比较复杂,对零部件加工精度要求较高。弹簧操动机构是以弹簧作为动力元件对开关进行分闸和合闸操作的操动机构,由于弹簧的动力释放存在一定的局限,因此必须通过传动机构进行改善。弹簧操动机构一般使用凸轮—连杆机构作为合闸传动机构,通过弹簧输出力特性和开关负载特性的合理匹配,获得理想的合闸速度,减小机构的操作功,缓解各构件所受的冲击,提高使用寿命。在凸轮—连杆机构中,连杆结构起传递运动的作用,而凸轮机构决定了输出力特性的改变。凸轮机构运动规律的变化对输出力特性与合闸速度影响很大,能否得到与负载特性配合较好的输出力特性,关键在于凸轮轮廓线的设计。以往的凸轮设计大多依靠经验,参照同类产品中已有的凸轮轮廓线,找出运动规律,并通过试验检验其是否满足设计要求。上述方法的整个设计过程是被动的,一般只能保证开关行程的要求,而输出力和运动特性要通过多次试验方能确定,因此设计周期长、成本高。随着计算机辅助设计的发展和...     

FZW型真空断路器的弹簧操动机构故障分析

提出一种真空断路器弹簧操动机构故障的分析方法。针对FZW型真空断路器的弹簧操动机构,用Solidworks实体造型软件建立了弹簧操动机构的三维实体模型。阐述了弹簧刚度系数和阻尼的确定方法,并确定了机构中的弹簧及其他构件的参数。最后对弹簧操动机构进行运动学仿真,从各主要构件的运动情况和受力情况中分析了弹簧操动机构可能出现的故障以及防范措施。结果表明,构建弹簧操动机构的实体模型进行运动仿真分析,可以为真空断路器的故障分析提供依据。     

弹簧操动机构的合闸效率

提高弹簧操机构的合闸效率可以降低其成本,提高其运行可靠性。从能量守恒的角度,描述了真空断路器的合闸过程,并对凸轮曲线及两类合闸驱动结构在合闸效率方面做了详细的描述,对弹簧操动机构的设计有参考意义。     

断路器槽凸轮曲线和负载特性的匹配

凸轮是断路器弹簧操动机构中重要的执行元件,其轮廓曲线直接关系着涡簧在使用过程中的出力情况,必须跟机构的负载特性相匹配,以满足断路器的机械特性要求。主要讨论断路器的分、合闸操作通过一个平面涡卷弹簧分段释放能量来完成时,槽凸轮曲线和负载特性之间的匹配关系。     

五连杆弹簧操动机构的凸轮优化设计方法

目前中国弹簧操动机构的凸轮优化设计都是针对四连杆机构,对五连杆机构的凸轮优化设计研究较少,目前五连杆机构的凸轮设计还是依靠经验,无法使输出力特性与负载特性合理匹配,导致五连杆机构存在合闸速度大、合闸不可靠的问题。文中根据能量守恒定律提出了一种五连杆弹簧操动机构的凸轮优化设计方法。该方法根据合闸过程中不同位移点的阻力矩,通过设置凸轮轮廓线上对应点动力矩的裕度,使输出力特性根据负载特性的变化进行合理匹配,以获得理想的合闸速度,提高合闸可靠性。试验验证表明,该方法优化后的凸轮即使在合闸弹簧衰减20%能量后,依然能够合上,有效解决了五连杆弹簧操动机构依靠经验设计时合闸速度大、合闸不可靠的问题,并已在工程实际中得到广泛应用。     

真空断路器弹簧操动机构的优化

真空断路器触头弹簧压力增大会导致断路器无法可靠合闸,四连杆结构在一定程度上会影响机构的出力特性和机械效益,进而影响断路器合闸的可靠与稳定。文中分析了真空断路器的动作原理,建立弹簧操动机构的数学模型;对机构中的凸轮轮廓、传动拐臂的角度和尺寸、连板与合闸滚子的尺寸参数进行优化,建立弹簧操动机构的仿真模型。动力学仿真表明,优化后的触头弹簧压力增大了58%（从1 700 N提升到2 686 N）,仍能保证断路器操动机构可靠合闸。试验结果显示,触头弹簧压力为2 500 N时断路器触头能够可靠吸合,平均合闸速度降至0.68 m/s,弹跳时间缩短了18.4%,整体优化后的方案满足设计要求并具有良好的可靠性与稳定性。     

真空断路器用弹簧操动机构的优化设计

真空断路器用操动机构的传动运动特性及其操作的输出功,对提高真空断路器的操作性能及使用寿命都具有直接的影响。通过对弹簧操动机构的凸轮－连杆机构的运动分析,建立了真空断路器用操动机构的优化数学模型,并利用 ＭＡＴＬＡＢ语言的优化工具箱方便地实现了优化过程。优化结果表明,它既改善了整个操动机构的传动性能,也减少了操动机构的输出功。     

CT17系列弹簧操动机构及安装调试

<正>一、概述 CT17系列弹簧操动机构是西安高压电器研究所专门为ZN28和ZN28A型真空断路器设计的。它体积小、重量轻、寿命长、与真空断路器匹配良好,是替代CT8型的新型弹簧操动机构。 陕西永华机电设备有限公司(原西安永     

高压开关用弹簧操动机构关键部件失效分析

本文通过对弹簧操动机构原理及关键材料物性分析介绍,阐述了操动机构关键部件材料应力仿真分析和凸轮失效分析,给出了弹簧操动机构的设计优化建议,为研究弹簧操动机构失效机理演变及失效规律提供工程应用和指导,具有重要的现实意义。     

影响真空断路器关合时触头熔焊的另一重要因素

真空断路器关合时真空灭弧室触头熔焊将引起拒分或灭弧室炸裂现象,属于恶性事故。笔者从试验结果出发,提出机构的出力特性与断路器的负载特性匹配问题是真空断路器关合时灭弧室触头熔焊的另一个重要影响因素,分析真空断路器弹簧机构出力特性的影响因素,凸轮轮廓的轨迹和传动机构中四连杆之间的角度严重影响着真空断路器机构的出力特性。通过优化凸轮轮廓的轨迹和传动系统中四连杆之间的角度,使机构的出力特性与断路器的负载特性实现良好匹配,最终解决了断路器关合短路电流时触头熔焊问题。     

真空断路器弹簧操动机构优化设计与可靠性分析

在真空断路器弹簧凸轮操动机构中,其开断特性与合闸弹簧、分闸弹簧和触头弹簧是息息相关的,它们性能的优劣对真空断路器的安全开断起着极其重要的作用。因此对真空断路器弹簧操动机构进行优化设计,并对其合闸弹簧、分闸弹簧以及触头弹簧进行可靠性分析,通过对其强度-应力干涉模型的分析,确定其在一定工作时间内的可靠度,进而实现对其开断特性的可预知性。     

转动惯量对断路器弹簧机构系统性能的优化分析

断路器是电网系统的重要开关设备,500 kV及以下电压等级的断路器通常采用弹簧操动机构作为其驱动装置。提高弹簧操动机构的输出效率,降低弹簧操作功,能够改善弹簧操动机构零部件的受力状况,对提高断路器开关的可靠性具有重要意义。文中对断路器弹簧操动机构的运动零部件转动惯量进行分析,通过仿真优化和试验验证的方法,得到运动零部件转动惯量对高压断路器弹簧操动机构性能的影响,为后续断路器弹簧操动机构的设计与优化指明方向,具有一定的指导意义。