本文關鍵詞：車用低壓電器自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《同濟大學》 2008年

低壓斷路器電磁脫扣特性的研究

王永鑫  

【摘要】： 隨著低壓配電系統(tǒng)對自動化、智能化要求的不斷提高,低壓斷路器正在朝模塊化、智能化、網(wǎng)絡化方向迅速發(fā)展。在航空航海等特殊領域,出于對供電方式和環(huán)境使用等因素的考慮,目前較多采用中頻400Hz進行供電,而不同頻率條件下斷路器的脫扣特性、開斷特性有顯著區(qū)別,而如何設計斷路器來適應特殊頻率的要求,已成了設計和制造單位的重要課題。 本文對額定電流32A的船用中頻斷路器進行了研究。首先介紹船用中頻斷路器的基本結(jié)構(gòu),并對其核心部件——瞬時電磁脫扣器進行介紹,針對低壓斷路器瞬時脫扣的要求,引入應用磁場原理的電磁場計算方法,分析了大型有限元分析軟件ANSYS的特點。 本文針對頻率變化對電磁脫扣性能的影響進行了分析,找出工頻脫扣器用于400Hz情況下的脫扣電流增大的主要原因。 本文分別采用基于磁路和基于磁場兩種分析方法,對額定電流32A的船用中頻斷路器進行仿真分析,進行電磁分析計算。并在此基礎上,實現(xiàn)對瞬時脫扣器的優(yōu)化設計,仿真結(jié)果得到試驗驗證。并提出一種方案對其他規(guī)格下斷路器瞬時脫扣機構(gòu)進行優(yōu)化,解決整個系列中存在的問題。 本文利用MATLAB中的GUI模塊,開發(fā)電磁分析計算軟件,實現(xiàn)了樣機參數(shù)的輸入、結(jié)果的顯示與輸出等功能。方便用戶進行交互式操作。 最后對全文進行總結(jié),并對今后的進一步研究工作進行了展望。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：同濟大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TM561
【目錄】：

摘要6-7

ABSTRACT7-12

第1章 引言12-19

1.1 課題研究的背景和意義12-14

1.2 國內(nèi)外研究概述14-15

1.3 斷路器發(fā)展的趨勢15-16

1.4 本文的研究內(nèi)容16-18

1.5 本章小結(jié)18-19

第2章 低壓斷路器結(jié)構(gòu)及ANSYS軟件簡介19-31

2.1 低壓斷路器簡介19-23

2.1.1 低壓斷路器的工作原理19-21

2.1.2 低壓斷路器的結(jié)構(gòu)21-23

2.2 瞬時脫扣器結(jié)構(gòu)簡介23-24

2.3 電磁力的數(shù)值計算方法24-28

2.4 大型有限元分析軟件ANSYS28-30

2.4.1 ANSYS簡介28-29

2.4.2 計算方法的選擇29

2.4.3 電磁場模型的建立及其求解29-30

2.5 本章小結(jié)30-31

第3章 頻率變化對瞬時脫扣電流的影響31-37

3.1 頻率變化對材料特性的影響31-34

3.1.1 鐵損與頻率的關系31-32

3.1.2 磁導率與頻率的關系32-33

3.1.3 磁性材料的選擇33-34

3.2 頻率變化對電磁吸力儲能的影響34-35

3.3 考慮鐵損及磁導率變化的電磁吸力計算35-36

3.4 本章小結(jié)36-37

第4章 船用中頻斷路器脫扣器電磁特性分析37-54

4.1 基于磁路的脫扣器電磁性能分析37-47

4.1.1 磁路的基本概念37-38

4.1.2 32A脫扣機構(gòu)實例計算38-44

4.1.3 沖量計算44-47

4.2 基于磁場的脫扣器電磁性能分析47-52

4.3 兩種電磁計算方法的比較52-53

4.4 本章小結(jié)53-54

第5章 船用中頻斷路器電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化及試驗驗證54-69

5.1 船用中頻斷路器電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化54-56

5.1.1 鐵磁材料的選擇54-55

5.1.2 脫扣器電磁結(jié)構(gòu)的改進55-56

5.2 利用 ANSYS進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計56-65

5.2.1 ANSYS的尋優(yōu)功能概述56-58

5.2.2 優(yōu)化設計的準則58-60

5.2.3 瞬時脫扣電磁鐵優(yōu)化數(shù)學模型60-61

5.2.4 優(yōu)化參數(shù)的設置61-62

5.2.5 最終優(yōu)化結(jié)果62-65

5.3 試驗驗證65-67

5.3.1 試驗設備以及條件介紹65

5.3.2 試驗結(jié)果65-67

5.4 中頻斷路器全系列解決方案67-68

5.5 本章小結(jié)68-69

第6章 電磁特性分析軟件的研制69-77

6.1 MATLAB GUI編程簡介69-70

6.2 軟件的設計方法70-71

6.3 軟件的特點71

6.4 軟件的使用71-76

6.5 本章小結(jié)76-77

第7章 結(jié)論與展望77-79

7.1 結(jié)論77-78

7.2 進一步工作的方向78-79

致謝79-80

參考文獻80-82

個人簡歷 在讀期間發(fā)表的學術論文與研究成果82

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7 李振宇;中低壓斷路器柜在線檢測的探索與應用[D];華南理工大學;2012年

8 范亞君;400V/200kA合成試驗系統(tǒng)研究設計[D];沈陽工業(yè)大學;2013年

9 林琳;PIC單片機在低壓永磁真空斷路器監(jiān)控中的應用[D];沈陽工業(yè)大學;2007年

10 陳一民;低壓斷路器接線端子溫度在線監(jiān)測與溫升研究[D];北京交通大學;2009年

  本文關鍵詞：車用低壓電器自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：87647