【摘要】：目前,煤礦井下高產(chǎn)高效綜采工作面裝機(jī)容量越來越大,井下單機(jī)變壓器容量已達(dá)到6300kVA,電機(jī)功率也隨之提升,這就對作為電機(jī)起停和保護(hù)控制的礦用真空接觸器性能提出了更高的要求。因此,開展礦用真空接觸器的小型化、集成化、智能化和高可靠性的研究具有較好的工程實際應(yīng)用價值。本文以630A/1140V智能選相真空接觸器為研究對象,考慮安全性、可靠性及穩(wěn)定性因素,設(shè)計了一種集成分閘彈簧和觸頭彈簧的直動式電磁機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動元件,使所有的運動部件同軸心布置,分合閘操作時僅在中軸線上進(jìn)行上下往復(fù)運動,運動部件之間僅存在圓柱體之間的滑動摩擦,可縮小產(chǎn)品的體積,減小機(jī)構(gòu)本身分合閘時間的離散性,提高機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命。由于單相機(jī)構(gòu)相同,便于模塊化生產(chǎn)和裝配。結(jié)合電磁鐵的經(jīng)驗計算公式,對電磁機(jī)構(gòu)的電氣和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析計算,推算出動靜鐵心尺寸和線圈匝數(shù)等參數(shù)。通過Ansoft軟件對計算模型進(jìn)行有限元仿真分析,驗證了電磁吸力和反力特性配合的合理性。對機(jī)構(gòu)尺寸進(jìn)行參數(shù)化掃描,研究機(jī)構(gòu)尺寸對靜態(tài)特性的影響。通過動態(tài)特性分析,驗證機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性是否滿足滅弧室的技術(shù)要求,對關(guān)鍵參數(shù)的參數(shù)化掃描,研究相關(guān)參數(shù)對接觸器的性能影響大小。試制了礦用真空接觸器樣機(jī),制作了驅(qū)動單元的硬件電路并搭建了實驗平臺,采用激光測距儀對動態(tài)特性進(jìn)行測量,與仿真分析結(jié)果進(jìn)行對比分析,實驗驗證了理論分析的正確性。最后對接觸器進(jìn)行了選相試驗,在電壓或電流的零點和峰值處分別進(jìn)行選相分合閘試驗,實驗結(jié)果驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和選相控制的可行性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM572;TD67
【圖文】：

東南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文格要求的場所，如煤炭、船舶等領(lǐng)域，因此具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀真空接觸器廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、民用設(shè)備中。目前，國內(nèi)外學(xué)者和企業(yè)已對接進(jìn)行了大量的研究。為了設(shè)計開發(fā)應(yīng)用于各種場所的接觸器，國內(nèi)高校和企業(yè)對接構(gòu)、原理與靜態(tài)和動態(tài)特性進(jìn)行了分析、研究[8][9]。接觸器主要分為交流接觸器和直流接觸器，如圖 1-1 和 1-2 所示。交流接觸器與直在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，主要體現(xiàn)在鐵心、線圈以及滅弧等部分。交流接觸器分?jǐn)鄷r，電弧在電流過零點能自動熄滅，但直流沒有過零點，故在相同的電氣參數(shù)下，熄滅更加困難。由于結(jié)構(gòu)上的差異，交流接觸器與直流接觸器不能混用。

東南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文格要求的場所，如煤炭、船舶等領(lǐng)域，因此具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀真空接觸器廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、民用設(shè)備中。目前，國內(nèi)外學(xué)者和企業(yè)已對接進(jìn)行了大量的研究。為了設(shè)計開發(fā)應(yīng)用于各種場所的接觸器，國內(nèi)高校和企業(yè)對接構(gòu)、原理與靜態(tài)和動態(tài)特性進(jìn)行了分析、研究[8][9]。接觸器主要分為交流接觸器和直流接觸器，如圖 1-1 和 1-2 所示。交流接觸器與直在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，主要體現(xiàn)在鐵心、線圈以及滅弧等部分。交流接觸器分?jǐn)鄷r，電弧在電流過零點能自動熄滅，但直流沒有過零點，故在相同的電氣參數(shù)下，熄滅更加困難。由于結(jié)構(gòu)上的差異，交流接觸器與直流接觸器不能混用。

真空接觸器核心部件是操動機(jī)構(gòu)和滅弧室。滅弧室內(nèi)觸頭性能對接觸器分?jǐn)嘭?fù)載的能力起著決定性的作用。而操動機(jī)構(gòu)作為接觸器的另一核心部件，其動態(tài)特性、靜態(tài)特性直接決定著接觸器的性能。本章首先對常用操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡單的分析與對比，在此基礎(chǔ)上選擇合適的操動機(jī)構(gòu)進(jìn)行新的電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了估算。2.1 操動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計接觸器常用操動機(jī)構(gòu)接觸器的常用操動機(jī)構(gòu)主要有電磁操動機(jī)構(gòu)、彈簧操動機(jī)構(gòu)和永磁操動機(jī)構(gòu)。電磁操動機(jī)構(gòu)，如圖 2-1（a）所示，是目前最常用、技術(shù)最成熟的一種操動機(jī)構(gòu)，此操動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、零部件少，且成本較低，具有很高的可靠性。但電磁操動機(jī)構(gòu)也有明顯的缺點，在合閘保持階段，操動機(jī)構(gòu)線圈需持續(xù)供電，消耗能源，導(dǎo)致線圈溫升較大。此外，電磁操動機(jī)構(gòu)的直流接觸器在使用過程中，如果線圈電壓出現(xiàn)波動，會出現(xiàn)觸頭合閘不可靠，長時間使用會嚴(yán)重影響接觸器壽命。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2743678