论文部分内容阅读
低压开关装置即家用及类似用途固定式电气开关,其机构可靠性和各项性能指标直接影响整个电路系统的运行情况,具有高电气性能、长使用寿命是低压开关的研发方向。但开关在接通电路时,在电接触位置如果发生弹跳会引起电弧,这样不但会在电接触位置发生烧蚀从而降低开关的使用寿命,还有可能增加接触电阻从而导致温升过高造成安全隐患。因此如何对其进行分析和研究是个重要课题。本文以低压开关机构的动态特性作为主要研究方向,采用动态系统的仿真方法,研究各个因素对弹跳的影响,具体做了以下分析和研究:1.首先综述了低压开关的发展史和发展趋势,接着分析了开关的机械结构形式,针对开关机构运动过程中的接触碰撞做了分析研究。开关在合闸过程中的接触碰撞属于机械系统的动力学问题,而碰撞过程中的弹跳现象,在电气系统中则会导致电弧烧蚀,影响产品电气特性(载流能力和温升特性)。2.在此基础上,通过采用Creo软件的三维建模模块和机构动力学仿真模块来创建无缝连接的虚拟样机模型,完成常见的两种开关机构——跷板式开关和摆杆式开关的动力学仿真,并通过对实体样机合闸过程的高速摄像,以及弹跳时间测试电路的试验对电接触位置接触状态的动态特性进行了对比分析,验证了仿真方法的准确性。3.通过仿真模型并结合实际产品测试过程中的电弧烧蚀问题,分析研究开关机构动态过程中的弹跳问题。并根据跷板式开关特有的弹跳特性为研究对象,设计正交试验方案通过动态仿真模型来研究弹簧弹性模量、弹簧预压量、按键拨动角度、转动中心间距等设计参数的变化对减小机构动态过程中支轴位置弹跳的影响,获得较好的参数组合,方便研发设计数据的确定。4.最后对优化后的产品进行通断测试及正常操作寿命测试,通过观察对比电弧烧蚀位置来验证仿真模型优化的正确性,证明该仿真优化方法是正确、可行的,其对提高低压开关装置的电气性能有重要作用,有助于在开关结构的研发设计阶段减少盲目性,提升效率。