針對(duì)包裹斥力線圈的環(huán)氧材料在機(jī)構(gòu)多次使用后易失效問題,基于有限元分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)環(huán)氧材料的失效原因進(jìn)行討論并提出改進(jìn)措施。通過電磁場(chǎng)和結(jié)構(gòu)力場(chǎng)的耦合求解,獲得在線圈電磁力作用下環(huán)氧材料的應(yīng)力分布,解釋環(huán)氧板彎折與環(huán)氧膠開裂的原因;提出采用圓周約束替代四角約束以降低環(huán)氧板內(nèi)的應(yīng)力,并在斥力線圈上端增加環(huán)氧薄板以改變固定約束位置,降低環(huán)氧膠內(nèi)的應(yīng)力集中位置以解決其開裂問題;最后設(shè)計(jì)兩組工程樣機(jī),分別進(jìn)行環(huán)氧板在四角約束下的沖擊電流實(shí)驗(yàn)和在圓周約束下加裝環(huán)氧薄板后的耐受實(shí)驗(yàn)。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比于四角固定形式,環(huán)氧材料在圓周約束下的應(yīng)力降低明顯,且在斥力線圈上方加裝環(huán)氧薄板后可有效降低環(huán)氧膠內(nèi)應(yīng)力,機(jī)構(gòu)在經(jīng)過5000次耐受實(shí)驗(yàn)后未出現(xiàn)環(huán)氧板彎折或環(huán)氧膠開裂問題。 

【文章來源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(21)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

環(huán)氧材料的失效形式

高速電磁斥力機(jī)構(gòu)如圖2所示，它由外電路、斥力線圈和斥力盤組成。當(dāng)檢測(cè)裝置檢測(cè)到短路電流發(fā)生時(shí)，電路中電容C1開始放電，斥力線圈中會(huì)通過一個(gè)高電流上升率的激勵(lì)電流，并在斥力盤中產(chǎn)生與激勵(lì)電流反向的感應(yīng)渦流，同時(shí)在斥力盤中產(chǎn)生垂直向上的電磁斥力。在電磁力作用下，斥力盤帶動(dòng)中間軸及下端觸頭機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)。斥力線圈由銅導(dǎo)線繞制而成，通過環(huán)氧膠封裝在內(nèi)部開槽的環(huán)氧板中。環(huán)氧板的開槽尺寸比斥力線圈的徑向尺寸更大，以此保證線圈可完全嵌入開槽區(qū)內(nèi)。線圈與環(huán)氧板的間隙通過環(huán)氧膠澆筑固封。在環(huán)氧板的四角分別開孔，配合螺栓固定，文獻(xiàn)[13,21-24,26]中均采用該固定形式。斥力線圈、環(huán)氧膠及環(huán)氧板的結(jié)構(gòu)的示意圖如圖3所示。

斥力線圈由銅導(dǎo)線繞制而成，通過環(huán)氧膠封裝在內(nèi)部開槽的環(huán)氧板中。環(huán)氧板的開槽尺寸比斥力線圈的徑向尺寸更大，以此保證線圈可完全嵌入開槽區(qū)內(nèi)。線圈與環(huán)氧板的間隙通過環(huán)氧膠澆筑固封。在環(huán)氧板的四角分別開孔，配合螺栓固定，文獻(xiàn)[13,21-24,26]中均采用該固定形式。斥力線圈、環(huán)氧膠及環(huán)氧板的結(jié)構(gòu)的示意圖如圖3所示。圖3 斥力線圈的固定結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于螺線管和線圈盤的新型混合式斥力機(jī)構(gòu)分析[J]. 程顯,趙海洋,葛國(guó)偉,王華清,申森林.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020(14)
[2]電磁斥力機(jī)構(gòu)的彈塑性形變分析與實(shí)驗(yàn)[J]. 董潤(rùn)鵬,莊勁武,袁志方,王帥,周羽.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(23)
[3]電磁斥力機(jī)構(gòu)的參數(shù)匹配與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 溫偉杰,李斌,李博通,黃瑜瓏,賈懿妮.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(17)
[4]基于電磁斥力機(jī)構(gòu)的直流真空斷路器模塊[J]. 董文亮,郭興宇,梁德世,鄒積巖.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]中高壓直流開斷技術(shù)[J]. 吳翊,榮命哲,鐘建英,楊飛,吳益飛,韓桂全.  高電壓技術(shù). 2018(02)
[6]雙盤式線圈結(jié)構(gòu)快速斥力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)特性仿真研究[J]. 張力,阮江軍,黃道春,黎鵬.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]快速直流斷路器研究現(xiàn)狀與展望[J]. 劉路輝,葉志浩,付立軍,熊又星,吳楠.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]考慮彈性變形的電磁斥力機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析及實(shí)驗(yàn)[J]. 周煜韜,戚連鎖,莊勁武,袁志方,江壯賢,方偉.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(S1)
[9]我國(guó)艦船中壓直流綜合電力系統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 付立軍,劉魯鋒,王剛,馬凡,葉志浩,紀(jì)鋒,劉路輝.  中國(guó)艦船研究. 2016(01)
[10]基于電磁斥力機(jī)構(gòu)的10kV快速真空開關(guān)[J]. 王子建,何俊佳,尹小根,陸佳政,惠東,張漢明.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2009(11)



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