發(fā)布時間：2021-08-31 16:43

　　電磁斥力機構(gòu)以其極高的驅(qū)動速度良好滿足高壓直流斷路器對機械開關(guān)及其操動裝置的快速性要求,同時其巨大的驅(qū)動力對傳動系統(tǒng)帶來強烈的機械沖擊。針對上述問題,該文基于ANSYS Workbench平臺對斥力機構(gòu)結(jié)構(gòu)強度問題開展研究。首先,建立耦合電路、磁場和結(jié)構(gòu)力場的斥力機構(gòu)數(shù)值計算模型,仿真結(jié)果表明銷釘、連桿和斥力盤均存在應(yīng)力振蕩現(xiàn)象,其中斥力盤倒角和銷釘是結(jié)構(gòu)強度的薄弱環(huán)節(jié);然后,基于仿真模型,發(fā)現(xiàn)增大斥力盤厚度、倒角半徑、圓臺及連桿半徑等參數(shù)可提高系統(tǒng)剛度和振動頻率,降低斥力盤的振動幅值,減小各部件應(yīng)力振蕩周期及峰值;最后,在40.5k V機械開關(guān)中開展了結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化前后的運動特性對比試驗,優(yōu)化后的傳動系統(tǒng)及斥力盤的振動周期與幅值更小,動作延遲顯著降低,驗證了結(jié)構(gòu)參數(shù)對振動特性的影響規(guī)律。所獲得的數(shù)值計算方法及結(jié)構(gòu)參數(shù)影響規(guī)律可用于指導(dǎo)機構(gòu)設(shè)計。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2020,46(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

電磁斥力機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

導(dǎo)出銷釘、連桿、斥力盤倒角應(yīng)力峰值隨時間變化的曲線，如圖4所示，與Maxwell模塊中計算的電磁力曲線相對比。電磁斥力在0.25 ms時刻達到峰值108 kN，隨著電磁力載荷增大，各部件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力快速上升，在0.5 ms時刻即第1個振動周期內(nèi)達到峰值，隨后以相同的頻率做振蕩衰減。其中，銷應(yīng)力峰值達到1 190 MPa，連桿應(yīng)力峰值為429MPa，斥力盤倒角處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力峰值為807 MPa。對比表1可知，各部件應(yīng)力均超過材料的靜態(tài)強度極限，將發(fā)生塑性破壞。與靜態(tài)分析不同是，負(fù)載和應(yīng)力在響應(yīng)時間上存在異步性。圖3 電磁斥力分布

電磁斥力分布

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3375248