DS1Z型断路器操作机构设计研究

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本文研究的DS1Z型船用直流断路器是开关电器中结构较为复杂,经济价值和技术含量较高的一类产品。科技的发展为断路器提供了良好的发展条件,另一方面人们对断路器的要求也越来越高。根据调查断路器故障中动作失灵所占比例最高。要保证断路器工作的可靠性,不仅要重视产品的电气性能,更应对产品机械方面的可靠性予以充分的重视,特别是实现触头分合闸动作的操作机构。本课题中直流断路器采用的为弹簧操作机构。它的零部件繁多,运动关系复杂,分合闸过程时间很短(毫秒级别),所以仅靠肉眼很难观察其运动规律。单用样机实验来提高样机性能则过程复杂繁琐,需要消耗大量的人力、物力和时间。因此本文采用虚拟样机技术,简化了实验过程,并获得了优化创新的产品设计。本课题所研究的直流断路器主要有两方面的问题需要改进:一个是合闸弹跳时间过长,这有可能导致合闸失败;另一个就是凸轮驱动力过大。针对上述两个问题,本文使用三维绘图软件建立了直流断路器的样机模型,并导入到多体动力学软件ADAMS中。在ADAMS中添加约束与载荷之后,就可以进行仿真计算。为了确定仿真计算的正确性,本文添加了一组验证实验。就合闸弹跳现象而言,本文利用ADAMS软件的参数化设计功能对其进行优化设计。对于凸轮驱动力过大的问题,重新对凸轮结构进行设计以减小凸轮驱动转矩。
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