低压断路器在电力设备中应用十分广泛,当配电系统发生故障时,断路器能够快速切断电路。随着科技的发展,低压断路器正在朝着小型化、低功耗、智能化方向发展。欠压脱扣器是断路器的非常重要的一部分,只有其可靠工作才能保证断路器在失压或欠压情况下正常分断,起到保护作用。本课题以QTW45-1600型号欠压脱扣器为研究对象,该欠压脱扣器主要由线路板和电磁铁组成,本文通过实验和有限元仿真技术对脱扣器进行电磁分析和热分析,并对其进行优化。首先通过实验了解其工作原理,利用调压器和示波器测试了欠压脱扣器的吸合、保持和释放阶段的电压电流波形;运用弹簧拉压试验机测量了弹簧力,计算出弹簧的刚度系数;通过吸力测试仪器测量了脱扣器静态吸力。其次在电磁场有限元软件ANSOFT Maxwell中建立了脱扣器3D模型。在软件中添加约束条件、运动行程、激励以及划分网格,对电磁铁静态和动态过程进行电磁场仿真分析,得到了电磁吸力、位移随时间变化的关系以及磁感应强度分布。将仿真结果与实验结果进行对比,验证了仿真的可行性。以保持状态下的动铁心所受电磁吸力为目标,对模型中主要部件动铁心和欠压铁心尺寸进行参数优化,研究了不同参数对电磁吸力的影响,给出了最优尺寸,提高了电磁铁的吸力。根据热力学理论,将Maxwell和ANSYS Workbench联合对欠压脱扣器进行瞬态电磁热耦合仿真分析,通过Maxwell计算电磁铁在保持阶段的损耗值,将其导入到Workbench中作为热源,添加材料属性,划分网格,设置仿真时间,然后对电磁铁进行温度场分析,得到欠压脱扣器的温度分布。此研究为欠压脱扣器的优化与改进提供了一定的参考依据,对提高其性能具有重要的意义。