小型断路器中电磁式油阻尼脱扣器性能研究

摘要

小型断路器是终端电器的一种主要电器。带电磁式油阻尼脱扣器的小型断路器,利用油阻尼器来实现断路器的反时限特性,实现过载保护;当出现短路故障时,衔铁能够瞬时动作,实现短路保护。由于在油杯中采用了粘度稳定的甲基硅油,断路器的保护特性受环境温度影响较小,反时限特性较好。因此它应用的领域广,使用的数量比较多。基于此,提出了对小型断路器中电磁式油阻尼脱扣器性能的研究。
　　本文在对小型断路器、粘滞流体阻尼器、计算流体仿真技术、电磁场有限元分析技术及多体动力学分析技术研究现状进行总结的基础上,结合实际课题,对电磁式油阻尼脱扣器的油阻尼力、静态特性、动态特性等方面进行了研究。首先根据流体理论公式推导得到电磁式油阻尼脱扣器阻尼力表达式,分析了油杯参数对阻尼力的影响。接着利用计算流体仿真软件FLUENT建立了阻尼器模型,并仿真得到油阻尼器压力、速度等场量以及不同粘度下的阻尼力数据表,且与理论推导公式得到的数据进行了比较。然后利用有限元分析软件ANSYS得到电磁式油阻尼脱扣器的静态特性,通过接口协同仿真技术,将静态数据嵌入到多体动力学软件ADAMS中,得到电磁式油阻尼脱扣器的动态特性,将断路器保护特性的仿真结果与实测结果进行了比较,基本吻合。分析了脱扣器各参数对其动态特性的影响。结果表明,研究成果对电磁式油阻尼脱扣器产品的分析、开发及优化具有重要的理论指导意义和实用价值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 小型断路器概述

1.3 粘滞流体阻尼器的研究进展

1.4 计算流体动力学技术的研究进展

1.5 有限元分析技术的研究进展

1.6 多体动力学分析技术的研究进展

1.7 本文的主要研究内容

第二章 电磁式油阻尼脱扣器阻尼力理论公式推导与分析

2.1 引言

2.2 粘滞流体的类型与特性

2.3 电磁式油阻尼脱扣器中液体流动状态分析

2.4 电磁式油阻尼脱扣器油阻尼力计算公式

2.5 油阻尼力影响因素分析

第三章 电磁式油阻尼脱扣器油阻尼力仿真分析

3.1 引言

3.2 电磁式油阻尼脱扣器建模及仿真

3.3 场量计算及分析

3.4 油阻尼力仿真结果分析

3.5 理论计算与仿真结果对比及误差分析

第四章 电磁式油阻尼脱扣器静态特性分析

4.1 引言

4.2 确定计算模型

4.3 计算方法

4.4 计算结果及分析

4.5 静态特性

第五章 电磁式油阻尼脱扣器动态特性分析

5.1 引言

5.2 动态仿真模型的建立

5.3 动态数学模型的建立

5.4 动态特性仿真

5.5 保护特性仿真结果和试验数据比较

5.6 脱扣器参数对保护特性的影响

第六章 结论

6.1 论文的主要研究内容及结果

6.2 论文的创新点及成果

6.3 进一步展开的研究

参考文献

攻读博士学位期间所取得的相关科研成果

致谢