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永磁操动机构是一种新型的断路器操动机构,该机构采用新的工作原理,将电磁机构和永久磁铁有机组合起来,避免了分合闸位置机械脱扣、锁扣系统所造成的不利因素,无需任何机械能只需通过永久磁铁产生的保持力就可以使真空断路器保持在分、合闸位置上。该机构具有可靠性高、零部件少、免维护等优点。
首先,本文对断路器双稳态永磁操动机构的机械参数和电磁参数进行了设计,为用户提供了一个设计的方法。然后,以有限元理论为基础,对永磁操动机构运动过程中的电磁场进行了分析,建立了永磁机构磁场计算的模型,得出了动铁心在不同位移时的磁场分布和动铁心受力情况。然后,对动态特性进行了研究,对两种不同的励磁回路分别建立了相应的数学模型,给出了动态微分方程组,在求解的过程中用了四阶Runge-Kutta方法和求解电磁场逆问题的一维搜索方法,根据动特性计算的程序实现流程图对动特性进行仿真,得出了分合闸过程中动态特性的变化,其中包括线圈电流、电容电压、动铁心位移和速度、动铁心受力等,并分析了各项机械参数和电磁参数对动态特性的影响,为永磁机构的优化设计提供了依据。最后介绍了用C++Builder开发的永磁机构设计分析软件,并在样机上得到了验证。