铁路信号继电器触簧系统振动特性的仿真研究

以铁路信号继电器为研究对象,针对最容易发生基频谐振的触簧部件,考虑触点非线性接触的影响,建立了铁路信号继电器触簧系统刚柔耦合结构的振动特性物理模型.通过有限元方法对触簧系统进行振动仿真,并以触点接触力作为触点振动抖断的判据,得到了触簧系统在振动环境下的动态特性和振动极限加速度.通过分析不同结构参数(簧片长度、宽度、厚度、推动力)下的振动特性,得出了若干有关提高电磁继电器触簧系统抗振性能的结论.研究可为机械振动条件下铁路信号继电器触点接触失效或误动作问题的解决提供参考.     

铁路信号继电器触簧系统冲击特性应用研究

本文以铁路信号继电器为研究对象,针对最容易发生冲击形变的触簧部件,建立了铁路信号继电器触簧系统刚柔耦合结构的冲击特性物理模型,由于触簧结构中簧片形变和触头接触都具有高度的非线性的特征,再加上冲击作用的瞬时性特点,导致了传统算法求解时很容易出现震荡失稳的现象,因此很难保证冲击计算时的能量守恒和收敛性。本文将Bathe复合时间积分算法应用到触簧系统的冲击计算求解中,解决了传统算法求解时出现震荡失稳的问题,并以触点接触力作为触头冲击抖断的判据,得到了铁路信号继电器触簧系统在冲击环境下的动态特性和冲击加速度的临界峰值,并对不同推动力作用下的冲击特性进行了分析。经实验验证本研究具有较好的准确度和可靠性,可为机械冲击条件下铁路信号继电器触点接触失效或误动作问题的解决提供重要的参考作用。     

电磁继电器触簧系统机械特性的计算

采用变形能法和电网络法分别对电磁继电器簧片柔度和挠度的计算作了理论推导，其结果对继电器触簧系统的计算与设计具有推动作用。     

触点弹跳对电磁继电器寿命的影响及优化设计

电磁继电器闭合过程中出现的触点弹跳现象是制约电磁继电器电寿命的关键因素。为减小触点弹跳,本文通过建立继电器触簧系统的理论力学模型,研究了不同刚度条件下簧片对弹跳的影响。通过对某型号继电器簧片物理约束的试验,结合三维仿真计算的方法,优化设计出无弹跳的继电器触点。解决了寿命试验过程中因金属转移造成的触点粘接故障。通过试验验证了该方法的正确性。     

电磁继电器接触系统振动特性的建模与仿真分析

接触系统作为电磁继电器的功能执行部件，是继电器整体的重要组成部分。其接触系统的固有频率与响应振幅特性直接影响电磁继电器的接触可靠性。研究电磁继电器接触系统的耐振动问题是动态接触(碰撞)条件下的非线性问题，以往研究工作很少。文章通过引入局部接触刚度的概念，根据振动力学理论，建立了接触系统的等效数学模型，将接触系统等效成两自由度的线性系统进行模态、谐响应分析，分析与研究了影响接触系统振动特性的主要因素，提出了高频正弦振动条件下接触系统保证接触的合理判据，以此验证接触系统抗振性能。最后，以某型号电磁继电器的接触系统为例，运用ANSYS有限元软件，仿真分析了由尺寸参数及接触点位置参数改变引起的振动特性，仿真结果验证了该模型及理论分析的正确性。研究结论对于电磁继电器接触系统的参数设计具有指导意义，对提高带有机械触点的开关电器的抗振性设计具有一定的参考价值。     

电磁继电器触簧系统机械特性的计算

本文采用变形能法对电磁继电器触簧系数柔度计算进行了理论推导,利用电网络法推导了簧片挠度的计算公式,推导结果对于电磁继电器触簧系统的计算与设计具有理论指导作用。     

具有回跳特征的电磁继电器动态反力计算模型

电磁继电器触点的碰撞接触及所引起的回跳是影响继电器可靠性与电寿命的重要因素.传统的动态特性计算中,大多对此回避或仅作简化处理.本文提出了具有回跳特征的继电器动态反力计算模型.它通过分别建立衔铁与各触簧的动力学方程,将簧片结构等效为弹簧-振子模型,采用弹簧-阻尼模型计算连续接触力等方法得到动态反力特性.得到的动态反力特性包括触点间接触力、推杆接触力和各部件的运动速度及位移.经仿真与实验验证,使用该计算模型得到的结果是正确的.计算结果还表明,控制触点闭合速度、减小簧片刚度可以减小触点回跳、控制衔铁速度、增大动合超程及空程可以避免触点二次回跳.     

大功率继电器的新型接触系统

文章阐述了一项专利技术－电磁继电器动触点机构,即用于大功率电磁继电器的新型接触系统。该系统是把电磁继电器中的传统技术－用弹性动簧片直接导电的柔性接触系统,改变为不用弹性动簧片直接导电的柔性接触系统;从而解决了大功率电磁继电器动簧片因导大电流而必热推动弹性、致使继电器早期失效的问题。文章从力学角度、电学角度、产品使用性能等诸多方面论证了该技术的实用性和先进性。     

航天电磁继电器簧片系统振动特性分析方法的探讨

航天继电器的抗振性是衡量其产品性能和可靠性的重要指标，簧片系统是航天电磁继电器的关键部件。文章通过分析航天电磁继电器簧片系统结构，建立了簧片系统振动特性分析数学模型；根据振动力学分析理论，给出了求解簧片系统振动响应的解析表达式；以某型号航天电磁继电器簧片系统为例，计算并分析了其振动特性，得出了若干对航天继电器设计具有一定指导作用的结论。     

双磁钢差动式电磁继电器虚拟样机与参数优化研究

双磁钢差动式电磁继电器具有体积小、灵敏度高、动作快等优点,但由于触点分断速度较慢以及触点闭合弹跳造成其寿命余量小。基于双磁钢差动式电磁系统以及继电器动态特性数学模型,建立电磁系统的有限元静态仿真模型、触簧系统的多体动力学仿真模型,最终构建继电器的虚拟样机模型,实现了动态特性仿真,仿真结果通过了实测验证;利用上述静态仿真模型研究关键参数对力特性的影响,采用熵权法、灰色关联分析法、正交试验理论对关键参数进行优化;通过动态特性仿真,得到优化后的静合动触点分断速度与动合动触点分断速度较优化前分别增大53.20%和5.76%,静合动触点碰撞速度较优化前减小2.56%,验证了参数优化方案的可行性,达到了减轻触点分断与闭合弹跳的电弧烧蚀、提高继电器电寿命的优化目标。     

航天电磁继电器簧片结构应力特性分析

航天电磁继电器是航天电子系统的重要元件,其簧片结构应力特性的研究,对于提高继电器使用可靠性及寿命具有重要意义。本文通过仿真分析,得到了各簧片的静态结构应力分布情况,找到了簧片结构中的应力集中点。通过对相互配合的、动态变化的吸、反力求解,得到了应力集中点在触点转换过程中的应力变化情况,对应力集中点的应力极限值产生的时间进行了判断。另外,本文给出了接触力作用点位置、簧片的尺寸、倒角大小对应力集中点的应力值的影响规律,并提出了相应的优化建议。     

继电器触簧材料的应力松弛特性

继电器中接触簧片的接触压力是影响其触点接触可靠性的主要因素之一,由于接触簧片材料的应力松弛而使接触压力逐渐减小,接触电阻逐渐增大,进而导致接触失效.通过应用开发的弹性材料应力松弛测试系统,对继电器接触簧片材料进行加速应力松弛试验,找出短期的变化规律,以外推出长期的应力松弛量,为继电器的可靠性设计提供必要的依据.     

基于正交试验法的高压断路器机构多指标仿真优化

高压断路器是高压输电系统中控制通路、开路的重要器件,而高压断路器的合闸、分闸动作时间则是评价其机械性能的两项重要指标。本文通过设计正交试验方案,采用虚拟仿真技术,实现机构机械性能的多指标优化。首先在ADAMS中建立了高压断路器机构的多体动力学模型,完整复现了机构的储能、合闸和分闸动作的动力学仿真;接着结合高压断路器机构的实际功能,分析了关键零部件储能拉簧、分闸拉簧以及触头压簧对于合闸和分闸动作的影响;最后同时考虑合闸时间和分闸时间两个指标,通过正交试验进行了机构多指标优化,得到了最优的弹簧刚度参数组合。     

继电器接触簧片材料应力松弛的试验研究

继电器中接触簧片的接触压力是影响其触点接触可靠性的主要因素之一,希望它在整个寿命期内稳定可靠,但由于簧片材料的应力松弛而使接触压力逐渐减小,接触电阻逐渐增大,进而导致接触失效。采用开发的弹性材料应力松弛测试系统,对继电器接触簧片材料进行加速应力松弛试验研究,找出短期内的变化规律,可推算出长时间的应力松弛量,为继电器的可靠性设计提供必要的依据。     

220kV交联电缆干式GIS终端界面应力的设计与验证

带有弹簧压力系统的电缆附件,如果界面接触应力不足,则易出现放电现象;如果界面接触应力太大则可能导致电缆绝缘缩径.笔者通过电气性能试验确定了220 kV交联电缆干式GIS终端应用硅橡胶应力锥时所需的弹簧压力.通过冷态、热态试验验证了所设计弹簧系统的可靠性.最后应用ANSYS软件计算了在弹簧压力和过盈装配共同作用下的GIS...     

自动离合器位置跟踪神经元自适应PID控制

针对自动离合器位置难以准确快速跟踪控制的问题,在采用蜗卷弹簧作为补偿装置改善驱动机构性能基础上,设计了一种具有前馈作用的增益可调神经元自适应PID控制器,利用前馈控制加快控制器的响应速度,利用神经元的自学习功能实现权值的自动调整,采用PSD算法实现增益的自动调整.实验结果表明,与常规控制器相比,该控制器用于离合器位置跟踪控制动、静态误差小,能够适应离合器负荷和目标接合速度的非线性变化,具有较好的鲁棒性,能够满足离合器位置跟踪控制要求.     

电力电子集成模块中压接结构及其电接触特性

提出了一种在电力电子集成模块内使用的簧片压接互连工艺,该工艺具有很高的长期可靠性,核心是使用铍青铜制作的弹簧,该弹簧不仅提供足够的压接力,同时还实现可靠的电气连接。压接工艺具有十分优良的抵抗热应力的能力,并且工艺流程也很简单。研究了压接工艺的电接触特性。基于该工艺研制了一个4 kW的半桥集成模块,并通过温度循环实验和功率考核实验证明了工艺的可行性。     

密封电磁继电器接触系统机电热耦合仿真分析

密封电磁继电器耐受恶劣工作环境能力突出,在航天工程等可靠性要求高的领域广泛应用。其接触系统的稳态温度场分析是产品可靠性设计中的关键环节之一。本文在建立了接触半径计算和热电耦合计算的数学模型的基础上,通过有限元软件应用机-电-热耦合分析的方法对接触系统进行仿真分析,实现了触点接触电阻引起的发热量的精确计算,得到了接触系统的热场分布及电流密度分布的准确计算结果,为接触系统的可靠性优化设计打下了坚实的基础。     

一种断路器液压弹簧机构泄压控制系统及方法

当变电站某条线路进行停电检修作业时,需要将相应间隔断路器已储满的能量泄掉,实现闭锁功能,从而防止断路器误动作。本文以液压弹簧操动机构的释压原理为理论基础,结合实际应用,介绍了一种断路器液压弹簧机构的远程泄压控制系统。该系统通过安装在液压弹簧机构的电动推杆顶压液压阀,电动推杆运动到位后,液压弹簧机构开始泄压,释放储能弹簧能量。液压机构只有在电动推杆恢复后,才能通过储能电机开始储能。该系统可以在断路器分闸后控制液压弹簧机构自动泄能,有效防止断路器误合事故的发生。本系统适用于无人值守变电站。