低压断路器是低压配电系统中用于开断和保护主电路的重要开关电器,它的安全可靠性关系到电力系统的安全稳定运行。而其操动机构又是断路器性能好坏的重要部件。所以本文优化设计了一种基于双稳态永磁机构的低压真空断路器,满足了真空断路器未来小型化、智能化的发展需求。本文阐述了永磁机构的结构形式和工作原理,通过对比分析双稳态和单稳态永磁机构的优缺点,最终确定了圆柱形双线圈双稳态永磁机构作为低压真空断路器的操动机构。并进一步对其静态特性和动态特性进行了理论分析。根据低压真空灭弧室的参数和所需机械特性,对圆柱形双线圈双稳态永磁操动机构的尺寸进行了初始设计,并通过有限元分析软件对其进行了二维和三维的动、静态仿真,通过对仿真结果的分析,证明了初始设计的机构基本满足低压真空断路器所要求的机械特性,具有实际的可行性。运用粒子群优化算法对初始设计的机构进行优化研究。建立了以永磁体体积和机构总体积为目标函数的数学模型,选取合适的优化变量和约束条件进行了优化。通过对优化结果进行仿真,使得机构分、合闸电流有所减小,分、合闸的平均速度和刚分、刚合速度有所增加,优化后的结构极大的改善了低压真空灭弧室的性能,并且还使得机构的整体的体积大大减小,很好地满足了真空断路器小型化的发展趋势。选取实验方案,搭建实验平台,对优化后的双稳态永磁机构进行实验,通过对真空灭弧室触头分、合速度进行测量,在实际操作中验证了优化后操动机构的性能与优化后的理论仿真具有很好的一致性。证明了优化后结构的合理性和可行性。