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直流接触器开断性能研究

赵鹤然  
【摘要】:从直流接触器的开断能力实验中可以看到,多次开断后,由于机械力的碰撞和电弧的烧蚀作用,触头表面逐步磨损变得凹凸不平。与此同时,触头接触处存在接触电阻,在正常工作和分断电流过程中,产生局部高温,长期使用之后,触头表面氧化。上述原因使触头之间的接触电阻逐步增加,导致触点不能良好接触,影响接触器的分断能力和使用寿命。 提出一种带有软连接装置和片弹簧的新型直流接触器双断点触头结构,加强了触头闭合过程中的研磨作用。这种新型触头结构在使用过程中动、静触点间会产生带有接触压力的相对滑动,清洁触头表面,减少接触电阻,从而提高触头开断能力,增加接触器使用寿命。 从结构力学、热学和电学角度分别对触头系统进行了仿真分析。结构力学仿真结果说明了新型触头结构在开断、闭合过程中触头表面研磨作用的具体情况,表明动、静触点可以有效实现自清洁功能;热学分析模拟了触头系统在稳定工作中的稳态温度场,从温升的角度验证新方案的合理性;电学分析建立了触头系统在分断位置的三维电场模型,计算出各节点电场强度和电位情况,证明该触头方案绝缘性能良好。 根据直流接触器触头系统弹簧反力特性,设计提供动力的电磁系统操动机构。通过建模、计算、分析得到磁场分布情况和吸力特性曲线。根据吸力和反力的模拟值调整电磁机构参数,最终确定适合新型触头结构的电磁机构设计方案。


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