电连接器是自动控制系统中实现各级间电路通断的关键性元件,广泛用于航天、航空、兵器、船舶等领域,其质量及可靠性将会直接影响整个系统的控制品质。分离脱落连接器是特种电连接器的一类,可采用多种分离方式,相对于传统的机械分离方式,电磁分离方式对分离体的运动轨迹没有干扰,提高了航天控制系统的可靠性。针对航天分离脱落电连接器分离动作的技术要求,提出一种电磁分离机构的设计方案。基于数学模型,建立有限元仿真模型,分析结构、电气等设计参数对静、动态特性的影响规律,实现参数优化设计,获得原型样机。借助于搭建的电磁分离机构实验平台,验证原型样机的有限元模型,并获得其关键性能指标。基于上述理论模型和实验的进一步研究,提出一种可用于大行程分离脱落的电磁分离机构,满足复杂电气系统的分离动作要求,扩展了航天电连接器的应用范围。通过电磁分离机构结构设计及优化、模型分析及验证等关键技术,阐述电磁分离机构设计方法和参数影响规律,研制电磁分离机构原型样机,实现高性能电磁分离机构在航天电磁分离机构的应用研究,具有重要的理论意义和工程价值。各章分述如下:第一章,分析总结电连接器的研究发展现状,针对分离脱落电连接器的应用背景,剖析其工作特性;介绍不同类别电磁控制技术的功能特点和发展现状;阐明本文的主要研究内容。第二章,针对分离脱落电连接器的结构特点与工作原理,分析其电磁分离机构的性能要求;对比分析不同电磁分离机构设计方案的性能特点,提出适用于航天分离脱落电连接器电磁分离机构的设计方案。第三章,基于电磁分离机构的设计方法理论基础,提出采用锥形衔铁的电磁分离机构结构;建立数学模型和有限元仿真模型,分析结构、电气等设计参数对静、动态特性的影响规律,应用有限元优化工具中的参数化扫描与非线性规划优化策略,对电磁分离机构的衔铁直径、轭铁端面厚度、磁极角度等参数优化设计,并制作原型样机。第四章,根据电磁分离机构性能指标的测试应用要求,搭建静、动态特性测试系统,并分别阐述系统结构组成与测试原理;通过测试结果与仿真结果的对比分析,验证电磁分离机构的静、动态仿真模型;测试结果与仿真结果基本一致,表明:2.5mm行程范围内静态电磁力均在35N以上;驱动功率为50W时,动态吸合响应时间为18ms。第五章,基于航天电连接器电磁分离机构的进一步应用需求,提出大行程电磁分离机构的结构组成和工作原理;建立有限元仿真模型,分析导磁套凹槽角度、薄壁的厚度和高度等参数的动态响应时间的影响规律;测试结果与仿真结果基本一致,大行程分离机构15mm行程范围内可带动80N负载力,突破了传统电磁铁的行程-力特性的局限;驱动功率为81W时,动态吸合响应时间为0.2s。第六章,概括研究工作和成果,并展望今后需要研究的方向。