双稳态及单稳态永磁操动机构的研究

在介绍高压断路器的双稳态永磁操动机构和单稳态永磁操动机构的基础上,采用有限元法分别计算了双稳态和单稳态永磁操动机构的静态磁场分布,分析了两种结构永磁操动机构的保持力大小和永磁材料的结构、布置方式以及尺寸的关系;分析了双稳态和单稳态永磁操动机构在分闸和合闸过程中的速度特性,对两种永磁操动机构的特性进行了对比分析.

基于COMSOL双稳态永磁操动机构的仿真研究

随着科技的进步,高可靠性的开关对电力系统的运行起着重要作用。永磁机构采用了一种全新的工作原理,与传统的弹簧机构相比具有较高可靠性。针对永磁断路器研发中操动机构的关键设计问题,以运行可靠性、投入经济性为目标提出一种双稳态永磁操动机构研究方法,利用COMSOL软件建立起有限元模型,以线圈安匝数和线径为约束条件,对该模型进行静态及动态电磁分析,对电磁模型所得到的力值数据和理论计算出的力值进行对比,验证机构方案的可靠性和可行性。本研究的仿真结果与实际样机测试曲线的对比分析,验证了设计分析方案与样机试验分析具有较高的一致性,可用于指导产品设计及优化,确定仿真结果的真实性、可靠性,保证可以应用于实际,减少样机验证的时间及成本,促进了产品优化的效率。

永磁操动机构的发展与应用

介绍了国内永磁操动机构的发展状况,并分析了影响其发展的主要因素。据不完全统计,2002年国内配永磁操动机构的断路器产品的销售总量只有约1000台。因此促进永磁操动机构的推广与应用应从其整体出发,兼顾机构本体和机构控制部分(包括电源)的性能与成本,提高其整体的技术经济指标。

一种永磁操动机构的智能控制与电子驱动装置的研制

永磁操动机构的控制与驱动电子化可实现其小型化和免维护。笔者研制的智能控制与电子驱动装置采用CPLD完成智能控制,并采用由SCR和IGBT组成的电子开关通断合分线圈电流,它不仅能完成断路器的合分闸操作,还具有过流/欠压分闸、合分闸闭锁、以及操作系统的故障监测、诊断与报警等功能。通过在断路器上成功的操作试验,给出了电子开关控制切断合分闸线圈电流较合理的时间范围。

基于永磁操动机构的光控模块式多断口真空断路器技术

提出了一种设计多断口真空断路器的新思路,即采用基于永磁操动机构的光控模块式真空断路器单元串联成为更高电压等级的多断口真空断路器。它使用光纤控制技术在低电位端对处于高电位的真空断路器的电子操动机构进行控制。最后,对光控真空模块单元中的电源系统进行了介绍。

永磁操动机构磁场计算及动特性分析

在建立永磁操动机构动态分析数学模型的基础上，采用有限元分析方法对永磁操动机构激磁后的动态特性进行计算，得出了动铁芯运动过程中的机构磁场分布，线圈电流、动铁芯的位移、运动速度及在运动中受力随时间变化的规律，并比较了在两种不同激磁方式下的机构运动特性及电压大小对永磁操动机构运动特性的影响。

基于永磁操动机构的同步关合关键技术的研究

介绍了同步关合技术的工作原理,对影响永磁操动机构开关的同步关合关键技术——参考信号的过零点精确检测和动作分散性的减少分别进行分析。利用FIR滤波的方法提取参考信号的过零点,通过仿真结果可以看出,该方法对于受干扰信号过零点的提取有较高的精确度,并提出实际采样过程中应用线性插值法得到过零点。分析得出引起开关动作时间分散性的因素主要包括操动机构动作时间的分散性、控制信号的分散性和预击穿的影响,应用BP神经网络和自适应算法补偿实时环境(温度和控制电压)下的操动时间可减小操动机构分散性,选取高精度的电子器件可减小控制信号的分散性。同时还推导出预击穿电压和操动机构分散性以及绝缘强度下降率(RDDS)的关系,为同步关合的实际操作提供理论依据。

永磁操动机构储能电容大小的确定方法研究

真空断路器永磁操动机构的驱动电源多采用储能电解电容器,电容器容量大小对永磁机构的动态特性有重要影响,但如何确定电容器容量大小尚无明确原则。基于此,笔者通过分析永磁机构的电路励磁特征和运动特性,提出一种电容量大小确定方法,即可根据电容放电电流的第1个峰值达到永磁机构动作的临界电流来确定电容容量。在此基础上,以某永磁操动机构为例,具体介绍了电容大小的计算步骤。最后,根据所确定的储能电容大小计算了永磁机构动态特性,计算结果表明,笔者所提出的储能电容大小确定方法既可保证断路器可靠分、合闸,又能使电容量取值最小,从而优化了永磁机构的设计。

72.5kV高压真空断路器永磁操动机构的研究与设计

高压真空灭弧室有较长的运动行程 ,并需要较高的分、合闸速度。在较长的开距下 ,气隙磁阻较大 ,动铁芯往往不易获得能满足高压真空灭弧室要求的机械力 ,这给配用永磁机构带来了相当的难度。根据真空灭弧室及其机械传动系统负载反力的非对称性 ,该文提出在分闸工作气隙区域内设置由导磁材料构成的磁分路。引入磁分路后 ,进入动铁芯磁极端面的磁通被分成工作气隙主磁通和边缘扩散磁通 ,这样动铁芯的电磁吸力特性被有效改善 ,即使在较长的运动行程下也能获得满足 72 .5kV高压真空断路器开断要求的动能。该文对永磁操动机构的静磁场和动态特性进行了分析 ,给出了计算和仿真测试结果。

双稳态磁路永磁操动机构控制方案的选择

先将永磁转化为普通电磁铁的形式 ,推导出永磁磁路的表达方程式 ,绘出永磁的等值磁路图 ,再推导出控制线圈磁势与永磁磁势关系的方程式 ,然后阐述各种控制方案的优劣 ,并为双稳态永磁机构提出一套计算方法。

高压断路器永磁操动机构的研究

从研制及应用的角度出发 ,对高压断路器永磁操动机构进行了理论研究 ,介绍了永磁机构的基本结构及工作原理 ,给出了用于分析和计算的耦合磁场模型 ,研究了磁场模型的动静态特性以及动铁芯的机械运动方程。还对永磁操动机构进行了实验研究 ,给出了部分实验结果及性能曲线 ,证明了该文中的理论分析和计算。最后将永磁操动机构和其它机构进行了比较 ,给出了永磁机构的主要优越性 ,并对其在国内的应用前景进行了分析。

永磁操动机构特性分析和配用于高压真空断路器的可能性

本文介绍了永磁操动机构的工作原理 ,分析了永磁操动机构的特性 ,并探讨了其配用于高压真空断路器的可能性。

永磁操动机构磁场数值计算

本文提出了永磁操动机构的磁场计算方法，分析了计算结果和磁场分布，并在此基础上分析了永磁操动机构的动作原理。

双稳态永磁操动机构在40.5kV户内真空断路器上的应用

对双稳态永磁操动机构的磁场分布、铁芯受力和动态性能进行了分析与计算。并在此基础上对40.5kV户内真空断路器永磁操动机构样机进行了设计和性能试验。通过试验得到的数据和曲线证明了断路器各项性能良好。

为提高分闸能力的永磁操动机构的研究与设计

永磁操动机构具有零部件少,可靠性高,免维护,对真空断路器良好的出力特性等优点。传统的永磁机构分闸速度较低,分闸过程较长,分闸电流较大。基于电磁感应定律,椤次定律和安培定律的应用,在动铁心的分闸端安装两个磁短路环,可以在动铁心启动前大大地削弱合闸永磁保持力。配合好的加工工艺,短路环能够实现自动起动、复位,能够避免误动作。通过数学模型的建立和仿真分析,配有短路环的永磁机构具有更快的分闸速度和更小的分闸电流,达到电路的快速分断和熄弧,以及控制回路简单可靠的目的。高压永磁机构的行程长,传统的永磁机构所需操作电流很大,因此至今没能投入应用,而配用这种短路环后,可以显著降低线圈的始动电流,有望将高压永磁机构投入实际应用。

基于永磁操动机构的真空开关动力学特性分析

真空开关利用新型的永磁机构作为操动系统,具有较高的操作精度与可靠性。在建立了永磁操动机构动态特性数学模型的基础上,分析了永磁机构的运动特性。在试验过程中实测了真空开关的动态参数,将实测结果与理论计算进行分析比较,结果表明数学模型与计算方法准确可靠。

真空开关高动作稳定性的永磁操动机构控制系统

基于永磁操动机构的真空开关被广泛应用在电力系统中,以确保真空开关在不同环境下操动的精度和动作时间稳定,可以有效提高电力系统的稳定性。该文首先对10kV真空开关操动机构的分合闸动态特性进行分析计算,并建立仿真实验模型;利用径向基函数(RBF)神经网络与模糊PID自适应控制相结合的技术设计算法控制器,对机构的线圈电流与位移特性进行实时检测控制;通过仿真实验证明了该控制器在提高机构动作稳定性上的可行性。搭建实验测试平台,进行合闸对比实验,未加入算法控制器时,操动机构总体合闸时间在22.7~31.8ms;加入算法控制器后,合闸时间稳定在25.5~26.1ms。同时该算法控制器将机构合闸时间分散性由原来的±1.5ms降低为±0.3ms左右,不同环境温度下分散性依然可以保持在±0.3ms左右,证明加入该控制系统后,提高了动作时间的稳定性和有效性。

基于永磁操动机构的混合断路器开断能力探讨

论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断过程,探讨了真空灭弧室与SF6灭弧室对开断能力提升的协同作用,结合混合断路器开断能力提高的机理分析了混合断路器对其操动控制机构的要求。最后设计了一种基于真空断路器与SF6断路器串联的光控模块式混合型断路器实验模型,实验模型采用永磁操动机构解决真空灭弧室和SF6灭弧室的协调问题,可使混合断路器的开断性能得到较好的发挥。

永磁操动机构磁场数值计算和结构分析

提出 3种永磁操动机构的结构 ,并采用有限元法对其进行了磁场数值计算。通过分析计算结果 ,对 3种永磁操动机构的结构进行了比较。此外 ,还计算了永磁操动机构的动态特性 ,通过计算结果与实验结果的对比分析表明 。

新型永磁操动机构智能交流接触器的研究

设计了一种永磁操动机构智能交流接触器。提出了新型单线圈单稳态永磁操动机构,在U型静铁心两端各安装一块永磁铁,增强了电磁力,减轻了动铁心重量。采用ANSYS对操动机构磁场的分布特性及电磁力进行了分析和仿真测试。设计了具有欠压保护功能的智能控制单元。该项研究降低了接触器分、合闸电流,节能效果良好。