断路器单稳态永磁操作机构优化设计

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ｏｐｅｒａｔｉｎｇａｃ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃａｃｔｕａｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｎｅｇｔｉｃｆｏｒｃｅ；ｐｏｗｅｒｉｎｅｎｅｒｇｉｚｅｄｓｔａｔｅ；Ａｎｓｙｓ
（ＤａｑｏＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２２００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｅｄｏｎｍｏｎｏｓｔａｂｌｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｏｐｅｒａｔｉｎｇａｃｔｕａｔｏｒ．ＩｔａｎａｌｙｚｅｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅｏｎｔｈｅｒａｔｅｄｗｏｒｋｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｂｙｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＡｎｓｙｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｂｙｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｐｏｗｅｒｏｆｓｗｉｔｃｈｉｎｇｏｎａｎｄｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｈａｔｗｏｒｋｓｏｎｔｈｅｗｏｒｋｖｏｌｔａｇｅｎｏｒｍａｌｌｙｔｏｒｅａｃｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｇｏ１．ａＴｈｅｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｍｏｎｏｓｔａｂｌｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃ
摘
要：为了提高电磁力、降低合闸功率及满足工作电压范围可靠分／合闸，以断
路器中单稳态永磁操动机构为研究对象建模，及Ａｎｓｙｓ仿真分析其额定工作电压下电磁吸力。改进设计了永磁机构，以达到优化目标，为永磁机构的优化设计提供一定
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ
０引言
在断路器领域，２０世纪八十年代国外已开始进行永磁操动机构技术的研究 … 。永磁机构按原理可分为单稳态和双稳态两种Ｊ，最大的
ＺＨＵＺｈｏｎｇｉｆａｎ，ＴＡＮＧＪｉａｎ，ＱＩＵＺｈｏｎｇｊｕｎ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ，
ＺＨＡＮＧＨａｉｌｏｎｇ，ＺＨＯＵＨａｉｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＣｈｅｎ
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＭｏｎｏｓｔａｂｌｅＰｅｒｍａｎｅｎｔ
ＭａｇｎｅｔｉｃＯｐｅｒａｔｉｎｇＡｃｔｕａｔｏｒｆｏｒＣｉｒｃｕｉｔＢｒｅａｋｅｒ
・
智能电器・
电器与能效管理技术（２０１５Ｎｏ．５）
断路器单稳态永磁操作机构优化设计
朱忠建，唐建，邱中军，王成，张海龙，周海东，张２１２２００）晨（大全集团有限公司，江苏镇江
１结构模型分析
１．１模型建立
根据现有单稳态永磁机构实物模型，按照实际比例将ＵＧ三维模型转换成二维模型，导入到
有限元Ａｎｓｙｓ中进行分析，分闸位置的二维剖视
图如图１所示。
参考。朱忠建（１９７８一），男，工程师，主要从事断路器技术的研
发。
关键词：永磁机构；电磁吸力；通电功率；Ａｎｓｙｓ优化设计中图分类号：ＴＭ５６１文献标志码：Ｂ文章编号：２０９５－８１８８（２０１５）０５－００１７－０５
１．２工作原理
特点就是结构简单、可靠性高及操作能耗小。现有永磁机构通电线圈阻值小，合闸功率高，以及在断路器使用中不能满足８５％～１１０％额定工作电压的范围内可靠空分闸。对此对永磁机构进行优化，对不同改进结构在相同工况下进行电磁场仿真分析，最终设计出可明显提高合闸力的优化结构，以降低合闸电压，