高壓永磁機(jī)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì).pdf

1、永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的零部件少、免維護(hù)、可靠性高，與真空斷路器的特性配合良好。永磁機(jī)構(gòu)已大量用于10-35KV的中壓開關(guān)電器，但是與彈簧機(jī)構(gòu)相比，市場占有量還很小，在高壓領(lǐng)域是一片空白。本文運(yùn)用機(jī)械、電磁的交叉理論，對機(jī)構(gòu)特性進(jìn)行了理論分析，進(jìn)而運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和改進(jìn)，采用先進(jìn)的高壓開關(guān)測試控制系統(tǒng)對制作的物理樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性和電氣特性試驗(yàn)。主要內(nèi)容包括： 第一，從機(jī)械結(jié)構(gòu)、永磁鐵材料和布置、線圈布置

2、、電源與控制技術(shù)、數(shù)學(xué)物理方法、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)對國內(nèi)外永磁機(jī)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀和技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的闡述和分析。通過發(fā)展現(xiàn)狀及前景表明，研究大開距、高電壓、低電流的永磁機(jī)構(gòu)具有重要的社會(huì)意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 第二，對永磁機(jī)構(gòu)的電磁場理論進(jìn)行分析和研究，建立了不同永磁機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，闡述了求解方法，并提出了分形有限元的新方法。 第三，針對雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，利用磁網(wǎng)絡(luò)方法，建立等效磁路，提出基于空間磁通管的散磁導(dǎo)計(jì)算方法

3、，分析了磁路對于保持力的影響。設(shè)計(jì)磁短路環(huán)裝置，建立數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過仿真計(jì)算表明，可以大大減小雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的分閘啟動(dòng)電流，提高分閘速度，特別適用于高電壓、大開距的永磁機(jī)構(gòu)。 第四，針對高電壓、長行程單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的合閘問題，設(shè)計(jì)變氣隙自鎖式的新型單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，分析單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的磁路系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)輔助手段進(jìn)行聯(lián)合仿真分析。最后針對新設(shè)計(jì)的單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，制作出物理樣機(jī)，并進(jìn)行了充分的實(shí)驗(yàn)，表明這種機(jī)構(gòu)原理可行，工作正常，可以