塑壳断路器延时脱扣过程的仿真与分析

摘要

低压断路器是一种在电力行业中被广泛使用的配电电器，它在低压成套开关设备中发挥着十分重要的保护作用。虚拟样机技术的出现和迅速发展，大大缩减了低压断路器产品的生产周期和开发成本。延时过载分断是断路器中最重要的功能之一，它的分断过程极为复杂，涵盖电、磁、热、结构等多个领域，因此如何利用虚拟样机技术对低压断路器物理样机的运动特性进行研究与深入分析是一个重要的课题。
　　文中以TM-30/100型低压塑壳断路器为主要研究对象，针对PRO/E、ANSYS、ADAMS这3个应用软件的功能与特点，提出了三者联合仿真的方法。在ANSYS中进行有限元分析，将其仿真结果数据作为双金属片自由端的位移驱动加载到ADAMS中，模拟低压断路器过载长延时分断的仿真分析，得到双金属片在碰撞牵引杆时及推动牵引杆的延时脱扣全过程的仿真分析结果。
　　采用有限元软件 ANSYS 的电-热-结构耦合的方法，对热脱扣器进行了脱扣过程的分析，模拟了双金属片在不同电流激励下的温度分布规律、位移变化曲线，其仿真得到的温度分布等热脱扣特性数据与实际产品的实际测量数据一致。
　　将在ANSYS软件中得到柔性体输入到ADAMS中生成了刚-柔耦合的动力学模型，能够清晰地观察塑壳断路器延时脱扣的整个分闸过程。通过仿真分析，解决了该型号产品在设计和生产方面的问题，为测试实验提供了理论依据，进一步提高了产品的性能和工作的可靠性，同时为断路器产品的设计和实验提供参考。

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第一章 绪论

§1-1 课题背景

§1-2 课题研究目的及意义

§1-3 课题的国内外发展概况及趋势

§1-4 课题研究的主要内容

第二章 塑壳断路器工作原理及相关理论

§2-1 虚拟样机技术

§2-2 ANSYS有限元分析理论

§2-3 ADAMS柔性体理论

§2-4 塑壳断路器工作原理

第三章 热脱扣器的有限元分析

§3-1 基于PRO/E建立塑壳断路器模型

§3-2 双金属元件的变形理论

§3-3 双金属片有限元分析

§3-4 结果分析

第四章 塑壳断路器延时脱扣过程的仿真

§4-1 ADAMS软件的简介

§4-2 动态仿真刚性体模型的建立

§4-3 动态仿真刚柔耦合体模型的建立

§4-4 塑壳断路器脱扣过程仿真

第五章 结果分析

第六章 总结与展望

§6-1 本文总结

§6-2 进一步展望

参考文献

致谢