【摘 要】
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基于涡流斥力原理的电磁斥力机构在直流断路器领域具有广阔的应用前景,但能量转换效率一直较低。为设计出一套电磁驱动效率较高的机构,本文基于有限元分析方法建立双线圈结构
【机 构】
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郑州大学电气工程学院; 河南省输配电装备与电气绝缘工程技术研究中心; 大连理工大学电气工程学院;
【基金项目】
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国家自然科学基金(51407163;51777025);中国博士后科学基金(2017M622370);河南省高校重点科研项目(16A470014,19A470008);国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心开放课题(NEEC-2017-B07)
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基于涡流斥力原理的电磁斥力机构在直流断路器领域具有广阔的应用前景,但能量转换效率一直较低。为设计出一套电磁驱动效率较高的机构,本文基于有限元分析方法建立双线圈结构的电磁斥力机构仿真模型,首先仿真分析线圈匝数、高度、轴向匝数对快速斥力机构动态特性的影响,确定线圈盘的最优参数。然后,为提高驱动效率,避免磁饱和和功率损耗问题,分别从导磁材料、结构参数等方面对线圈盘骨架进行了分析和优化设计,得到了线圈盘导磁部件的最佳设计参数。仿真结果表明:线圈选用单层1×8的铜线,圈数30匝,直径200mm,导磁材料应选用硅钢片材料,设计成E-2型结构,底板厚度8mm,侧边厚度10mm,相对于空芯双线圈斥力机构,电磁斥力峰值提升20.0%,最大分闸速度提升18.1%,驱动效率提升41.6%,为高性能快速斥力机构设计提供参考。
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