电磁操动机构电磁缓冲技术的实验研究

摘要

论文针对高压开关操动机构的分合闸操作的末速度大,导致机械冲击也很大,对操动机构的机械寿命极为不利。目前的操动机构采用在合闸时利用触头弹簧实现缓冲,这种解决方法面临的问题是缓冲弹簧的强度和合闸功存在的矛盾。在分析了三种典型操动机构的原理及主要部件特性的基础上,提出在适当位置施加适当时间反向激磁的电磁缓冲来降低机械冲击,这样能够适当避免采用弹簧实现缓冲时由弹簧自身故障带来的问题。通过使用ANSYS仿真软件建立电磁操动机构模型,进行仿真,理论上分析了反向激磁对电磁机构起到的缓冲作用。同时又通过对模拟的电磁操动机构进行实验研究,验证了ANSYS仿真的正确性,初步得出结论,采用电磁缓冲确实能够起到缓冲机构冲击的作用,在不同的分合闸位置施加反向激磁以及不同的激磁作用时间会产生不同的缓冲效果,只要采用得当该技术能够改善高压开关的合闸性能并提高操动机构的寿命。

目录

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 高压开关的发展与应用现状

1.2 高压开关操动机构分类、特点及要求

1.2.1 高压开关操动机构分类

1.2.2 高压开关操动机构的特点

1.2.3 高压开关对操动机构的要求

1.3 本文的主要工作和章节安排

2 典型操动机构的工作原理

2.1 电磁操动机构

2.1.1 电磁机构的结构及工作原理

2.1.2 电磁铁的动特性分析

2.2 弹簧操动机构

2.2.1 弹簧操动机构的结构及工作原理

2.2.2 弹簧操动机构的负载特性

2.3 永磁操动机构

2.3.1 永磁机构的结构及工作原理

2.3.2 永磁机构特性分析

2.4 操动机构电磁缓冲技术的提出

3 电磁操动机构缓冲控制技术的仿真分析

3.1 ANSYS 软件简介

3.2 操动机构建模

3.3 施加载荷和求解

3.4 操动机构的仿真分析

3.4.1 电磁操动机构结构对电磁缓冲的影响

3.4.2 电磁操动机构电磁缓冲仿真分析

4 电磁缓冲实验装置设计与实现

4.1 硬件系统总体结构

4.2 微控制器电路设计

4.2.1 单片机性能介绍

4.2.2 ATmega16 单片机最小系统电路

4.2.3 继电器电路

4.3 加速度传感器

4.4 电磁操动机构实验装置

4.5 电子数显卡尺

4.6 位移传感器的选择

4.7 软件设计

5 电磁操动机构电磁缓冲技术实验研究

5.1 实验方案

5.2 实验结果及分析

5.3 实验结论

结论

参考文献

附录 ANSYS 仿真程序

作者简历

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