快速電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、快速電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)作為一種電磁機(jī)構(gòu)，在混合式固態(tài)開(kāi)關(guān)、綜合式故障限流器、電能質(zhì)量、電力系統(tǒng)相控開(kāi)關(guān)等諸多技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。這一類(lèi)機(jī)構(gòu)的基本動(dòng)作原理是通過(guò)預(yù)充電的電容器向合閘或分閘線圈放電產(chǎn)生持續(xù)幾毫秒的脈沖電流，與開(kāi)關(guān)操作連桿固定在一起的可動(dòng)線圈中受到脈沖電磁力作用，從而帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的快速關(guān)合或分?jǐn)?。目前主要的結(jié)構(gòu)形式有，盤(pán)狀電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺線管式電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)等無(wú)鐵芯線圈結(jié)構(gòu)，雖然諸多學(xué)者對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算和實(shí)

2、驗(yàn)研究，但缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以至于無(wú)法在不同結(jié)構(gòu)、同一結(jié)構(gòu)不同尺寸之間做出取舍。
　　 本文主要針對(duì)傳統(tǒng)電磁機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)大都為靜態(tài)指標(biāo)這一現(xiàn)狀，針對(duì)快速電磁機(jī)構(gòu)提出動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)參數(shù)，以期對(duì)探尋新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計(jì)有一定指導(dǎo)作用。實(shí)際上，磁通、電磁力、速度等諸多參數(shù)皆可從不同角度描述電磁機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而且這些參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的，只要選取這些相互關(guān)聯(lián)參數(shù)中的某一個(gè)來(lái)討論電磁機(jī)構(gòu)的靈敏度問(wèn)題，即可保持所得結(jié)論的一般性。因此本文

3、提出并分析了三個(gè)最能反映動(dòng)態(tài)特性的且相互關(guān)聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)參數(shù):電磁力靈敏度系數(shù)、初始時(shí)間常數(shù)、靈敏度貢獻(xiàn)系數(shù)。
　　 利用上述三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)盤(pán)狀電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，得到了盤(pán)狀電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)初始位置、相對(duì)大小、銅盤(pán)厚度以及線圈匝數(shù)等方面的優(yōu)化結(jié)果。按照這種最優(yōu)參數(shù)的設(shè)計(jì)，可以使電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)獲得最優(yōu)的作用效果。
　　 本文基于Magnet電磁仿真軟件對(duì)盤(pán)狀電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行了研究，分析了其電流、磁場(chǎng)、電磁力、