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27.5kV永磁机构真空断路器动态特性仿真研究

周丽丽  
【摘要】: 随着铁道电气化的快速发展和电力机车的提速,对铁道牵引供电系统的供电质量和可靠性的要求越来越高。真空断路器作为控制和保护设备,其分合闸可靠性对铁道牵引供电系统的可靠性有较大影响。影响真空断路器可靠性的一个重要因素是操动机构的可靠性。目前,铁道用27.5kV真空断路器主要采用弹簧操动机构。传统的弹簧操动机构由许多机械零件和复杂的锁扣装置组成,具有传动机构较为复杂,制造工艺要求高,产品可靠性不易保证等缺点。近年来,一种电磁操动、永磁保持和电子控制的永磁操动机构受到了广泛关注。永磁操动机构由于取消了弹簧机构的脱、锁扣装置,采用永久磁铁进行终端位置的保持,运动部件和零部件数目明显减少,可靠性大大提高。因此,开发27.5kV永磁机构真空断路器成为铁道电气化发展的需要。 由于27.5kV永磁机构真空断路器的触头开距大、铁心行程长、要求初始分闸速度高、研究难度大。因此,进行永磁机构动态特性的研究,对提高27.5kV永磁机构真空断路器的性能具有非常重要的意义。论文采用电磁场软件包Ansoft建立27.5kV真空断路器用的永磁机构有限元模性,对永磁机构磁场和吸力进行了静态特性计算;在静态特性计算基础上,采用MATLAB建立断路器运动模型,进行了动态特性仿真。根据电磁场数值计算和动态仿真结果,研制了27.5kV永磁机构真空断路器样机,并对样机进行了测试。测试表明,动态特性仿真结果与试验结果比较一致,样机的机械特性满足设计要求。


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