永磁機構的設計

1、 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元Technology Exchange研發(fā)中心RX i a n H i g n V o l t a g e A p p a r a t u s R e s e a r c h I n s t i t u t e技 術 交 流R e s e a r c h & D e v e l o p m e n t永磁機構的設計與同步開關: 游一民 : Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元:報告人：游一民: Technology Excha

2、nge應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元雙線圈式永磁機構n 利用永久磁鐵使真空斷路器分別保持在分閘和合閘極限位置上 n 激磁線圈將機構的鐵心從分閘位置推動到合閘位置，使用另一激磁線圈將機構的鐵心從合閘位置推動到分閘位置 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元6135247SNSN圖2為雙線圈永磁機構的結構簡圖1-靜鐵芯,2-動鐵芯,3,4-永久磁鐵,5-合閘線圈,6-分閘線圈,7-驅動桿雙線圈永磁機構在分閘位置的結構簡圖1靜鐵心；2動鐵心；3、4永久磁鐵；5、6分、合閘線圈；7驅動桿 Technology E

3、xchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元SNSN圖3雙線圈永磁機構在合閘位置的結構簡圖 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元n 確定產(chǎn)品的整體結構 n 確定產(chǎn)品的傳動方式，傳動比；n 確定機構的合閘保持力；n 確定機構的形式，結構等；n 確定機構動鐵心的體積； Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元n 永磁機構靜特性的計算（合閘保持力的計算）n 永磁機構動特性的計算 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化

4、設計應用和發(fā)展R控制單元n 確定永磁機構動鐵心的截面積；氣隙磁場(或磁通)不變化的磁路，稱為靜態(tài)磁路必須考慮機構的合閘保持力足以克服真空開關觸頭彈簧的反力 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元01221SBFF-氣隙1處產(chǎn)生的吸力，即永磁機構的合閘保持力； S1-氣隙1處的截面積S1= St- Sg，即動鐵心的截面積減去驅動桿的截面積； B1-氣隙1處的磁通密度； 氣隙1氣隙2StSmS2S2Sg2222221F雙穩(wěn)態(tài)永磁機構的原理簡圖 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單

5、元n 采用磁路的方法進行計算n 幾點假設n 認為磁場分別在動鐵心、磁軛及永久磁鐵的截面上均勻分布n 動鐵心在合閘位置時,鐵心與磁軛看起來是緊密接觸的，由于零件表面總是粗糟的，實際上存在一個小間隙，如圖中的氣隙1，設小間隙的長度為d1 n 當動鐵心在合閘位置時，由于分閘端較合閘端的磁阻大20多倍，可以認為磁通全部通過合閘端，而在分閘端，磁通為零 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元n 磁路中包括三部分，永久磁鐵，氣隙部分和磁軛與動鐵心的鐵磁部分n 根據(jù)克?；舴虻谝欢?，磁路中各處的磁通相等，即磁通和為零。iiiSB=0 Technol

6、ogy Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元n 等效磁路圖 H3L3H2L2H1L12R21R1HmLm2R2HmLmH2L2H3L3 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元n 根據(jù)克?；舴虻诙?，磁路中各處的總磁動勢的代數(shù)和等于各部分的磁壓降的代數(shù)和n 左邊表示永久磁鐵的磁動勢 n 等式右邊第一項表示各部分鐵磁材料所產(chǎn)生的磁位降n 第二項表示各部分氣隙產(chǎn)生的磁位降 iiiimmRLHLH Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元ndi

7、氣隙長度，Si為磁通通過的有效截面積，0為空氣磁導率 1=22 B1=1/S1 B=2/S HmLm= H1L1+ H2L2+ H3L3+1R1+2R2 i0iiSdR Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元nH1為動鐵心平均磁場強度；L1為動鐵心平均長度；H2與H3為磁軛各部分的磁場強度；L2與L3為磁軛各部分的平均長度；S1 為氣隙1的截面積；B2為氣隙2的磁感應強度，也近似等于永久磁鐵中的磁感應強度；Sm為氣隙2的截面積；1為通過動鐵心的磁通；2 為通過磁軛的磁通；B1 為氣隙1的磁感應強度n R1與R2分別為氣隙1和氣隙2的磁

8、阻：1011SdRmSdR022 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元n 由于鐵磁材料的非線性，無法從式中求出鐵磁材料的磁場強度和永久磁鐵中的工作點的位置，此時，則需要采用迭代法進行求解 n 先設一個B1 n 1= B1xS1n 1xR1, 2x R2 n B1Bm Hmn 2B3=2/ S3 H3 H1 Technology Exchange應用現(xiàn)狀機構本體的發(fā)展于存在問題優(yōu)化設計應用和發(fā)展R控制單元nH1L1= HmLm-H2L2- H3L3-1R1-2R2 nB1 n比較B1與 B1 , B1與 B1差值在所規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，則認為B1就是所求的值。如果B1與 B1差值超過了誤差范圍，再將B1作為下一步計算的初試值進行迭代計算n直到B1與 B1差值在小于所規(guī)定的誤差，此時，可以認為所求出的B