1、 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元Technology Exchange研發(fā)中心RX i a n H i g n V o l t a g e A p p a r a t u s R e s e a r c h I n s t i t u t e技 術(shù) 交 流R e s e a r c h & D e v e l o p m e n t永磁機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與同步開(kāi)關(guān): 游一民 : Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元:報(bào)告人：游一民: Technology Excha

2、nge應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元雙線圈式永磁機(jī)構(gòu)n 利用永久磁鐵使真空斷路器分別保持在分閘和合閘極限位置上 n 激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從分閘位置推動(dòng)到合閘位置，使用另一激磁線圈將機(jī)構(gòu)的鐵心從合閘位置推動(dòng)到分閘位置 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元6135247SNSN圖2為雙線圈永磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-靜鐵芯,2-動(dòng)鐵芯,3,4-永久磁鐵,5-合閘線圈,6-分閘線圈,7-驅(qū)動(dòng)桿雙線圈永磁機(jī)構(gòu)在分閘位置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1靜鐵心；2動(dòng)鐵心；3、4永久磁鐵；5、6分、合閘線圈；7驅(qū)動(dòng)桿 Technology E

3、xchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元SNSN圖3雙線圈永磁機(jī)構(gòu)在合閘位置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 確定產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu) n 確定產(chǎn)品的傳動(dòng)方式，傳動(dòng)比；n 確定機(jī)構(gòu)的合閘保持力；n 確定機(jī)構(gòu)的形式，結(jié)構(gòu)等；n 確定機(jī)構(gòu)動(dòng)鐵心的體積； Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 永磁機(jī)構(gòu)靜特性的計(jì)算（合閘保持力的計(jì)算）n 永磁機(jī)構(gòu)動(dòng)特性的計(jì)算 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化

4、設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 確定永磁機(jī)構(gòu)動(dòng)鐵心的截面積；氣隙磁場(chǎng)(或磁通)不變化的磁路，稱(chēng)為靜態(tài)磁路必須考慮機(jī)構(gòu)的合閘保持力足以克服真空開(kāi)關(guān)觸頭彈簧的反力 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元01221SBFF-氣隙1處產(chǎn)生的吸力，即永磁機(jī)構(gòu)的合閘保持力； S1-氣隙1處的截面積S1= St- Sg，即動(dòng)鐵心的截面積減去驅(qū)動(dòng)桿的截面積； B1-氣隙1處的磁通密度； 氣隙1氣隙2StSmS2S2Sg2222221F雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)的原理簡(jiǎn)圖 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單

5、元n 采用磁路的方法進(jìn)行計(jì)算n 幾點(diǎn)假設(shè)n 認(rèn)為磁場(chǎng)分別在動(dòng)鐵心、磁軛及永久磁鐵的截面上均勻分布n 動(dòng)鐵心在合閘位置時(shí),鐵心與磁軛看起來(lái)是緊密接觸的，由于零件表面總是粗糟的，實(shí)際上存在一個(gè)小間隙，如圖中的氣隙1，設(shè)小間隙的長(zhǎng)度為d1 n 當(dāng)動(dòng)鐵心在合閘位置時(shí)，由于分閘端較合閘端的磁阻大20多倍，可以認(rèn)為磁通全部通過(guò)合閘端，而在分閘端，磁通為零 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 磁路中包括三部分，永久磁鐵，氣隙部分和磁軛與動(dòng)鐵心的鐵磁部分n 根據(jù)克?；舴虻谝欢桑怕分懈魈幍拇磐ㄏ嗟?，即磁通和為零。iiiSB=0 Technol

6、ogy Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 等效磁路圖 H3L3H2L2H1L12R21R1HmLm2R2HmLmH2L2H3L3 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 根據(jù)克希霍夫第二定律，磁路中各處的總磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于各部分的磁壓降的代數(shù)和n 左邊表示永久磁鐵的磁動(dòng)勢(shì) n 等式右邊第一項(xiàng)表示各部分鐵磁材料所產(chǎn)生的磁位降n 第二項(xiàng)表示各部分氣隙產(chǎn)生的磁位降 iiiimmRLHLH Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元ndi

7、氣隙長(zhǎng)度，Si為磁通通過(guò)的有效截面積，0為空氣磁導(dǎo)率 1=22 B1=1/S1 B=2/S HmLm= H1L1+ H2L2+ H3L3+1R1+2R2 i0iiSdR Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元nH1為動(dòng)鐵心平均磁場(chǎng)強(qiáng)度；L1為動(dòng)鐵心平均長(zhǎng)度；H2與H3為磁軛各部分的磁場(chǎng)強(qiáng)度；L2與L3為磁軛各部分的平均長(zhǎng)度；S1 為氣隙1的截面積；B2為氣隙2的磁感應(yīng)強(qiáng)度，也近似等于永久磁鐵中的磁感應(yīng)強(qiáng)度；Sm為氣隙2的截面積；1為通過(guò)動(dòng)鐵心的磁通；2 為通過(guò)磁軛的磁通；B1 為氣隙1的磁感應(yīng)強(qiáng)度n R1與R2分別為氣隙1和氣隙2的磁

8、阻：1011SdRmSdR022 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元n 由于鐵磁材料的非線性，無(wú)法從式中求出鐵磁材料的磁場(chǎng)強(qiáng)度和永久磁鐵中的工作點(diǎn)的位置，此時(shí)，則需要采用迭代法進(jìn)行求解 n 先設(shè)一個(gè)B1 n 1= B1xS1n 1xR1, 2x R2 n B1Bm Hmn 2B3=2/ S3 H3 H1 Technology Exchange應(yīng)用現(xiàn)狀機(jī)構(gòu)本體的發(fā)展于存在問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展R控制單元nH1L1= HmLm-H2L2- H3L3-1R1-2R2 nB1 n比較B1與 B1 , B1與 B1差值在所規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，則認(rèn)為B1就是所求的值。如果B1與 B1差值超過(guò)了誤差范圍，再將B1作為下一步計(jì)算的初試值進(jìn)行迭代計(jì)算n直到B1與 B1差值在小于所規(guī)定的誤差，此時(shí)，可以認(rèn)為所求出的B