分闸线圈参数理论计算.doc

4分闸线圈参数理论计算一计算思路上次计算时没有考虑由于电磁磁通和永磁磁通方向相反，电磁磁通和永磁磁通在合闸保持位置互相之间的抵消作用。在永磁机构断路器中永磁体在合闸位置克服触头簧力提供保持力，当分闸线圈通电之后，电磁磁通回路分大回路、小回路，气隙磁阻是大、小回路磁阻的主要部分，可以认为相等；分闸动作启动前通过大、小回路的磁通也可以认为相等，通过小回路的磁通方向和永磁磁通方向相反，在合闸保持工作面部分磁通相互抵消，减小了小气隙端磁通保持力，另外所有的电磁磁通在大气隙端产生电磁吸引力，当作用在动铁芯上的合力为零之后，分闸动作开始启动，从而建立系统受力平衡的方程得线圈需要提供的磁通，再根据回路磁阻得到线圈需要提供的始动安匝数。通过编程寻找合适的匝数，并确定相应的电阻、假设不动作放电时对应的最大电流、两次分闸过程的分闸时间、二次最大放电电压、二次启动电压等参数。要求该匝数满足以下要求：1. 能完成一次分闸动作；2. 完成一次分闸动作后，在不充电的情况下，进行二次放电时，在最大电流的80%（85%、75%、70%）动铁芯开始动作。3. 该匝数为满足条件1、条件2的最大匝数。二计算步骤1. 永磁铁规格触头簧力的归算结果为：Fc=320031.75=5486（N）所需的永磁力：Fy=5486125%=6857（N） 上次试制结果：永磁铁规格为9050时最大保持力为5100N；9050时最大保持力为5000N ；10060时最大保持力为6000N，同时对应动铁芯面积为9060（测量时静铁芯没固定，测量结果不准确）；12055时最大保持力为6800N7400N。对于一定的回路磁阻，永磁保持力的大小一方面与永磁铁面积的平方呈正比；当厚度改变时，永磁保持力的大小由H=f（B1+ B2）和F=（12-22）/2S1，1=2B1S=2SHL/R1，2=2B2S=2SHL/R2（R1 、R2是回路磁阻，L是永磁铁厚度，S1是工作面面积，S是永磁铁面积）确定。 2. 分闸线圈1. 确定始动安匝数 永磁体在合闸位置的保持力为6857N，触头簧力的归算结果为5486N，阻力约为300N，要完成分闸动作，分闸线圈产生的电磁力必须克服的力为：F合=68575486+300=1671N。根据电磁铁的麦克斯韦公式 得合闸位置永磁铁在工作点产生的磁通、磁感应强度分别为：=1.01710-2（Wb）=1.695（T）系统阻力有：静摩擦力：，=6857（N）；系统动力有： ，=5486（N），系统运动的条件是+=即：300=5486+ ，经整理得：3+-167180S=0 ，经计算得始动电磁通、始动磁动势为：=4.3510-3（Wb）=19096（A） 其中回路磁阻+Rc=(3.9789+0.4119)106=4.3908106 (A/Wb)2. 确定匝数、电阻 通过编程确定线圈电阻、匝数，整个编程思想为：先设定线圈匝数很大（或很小），建立一循环，逐渐减小（或增大）匝数值根据是否是振荡回路分两种情况判断是否能完成一次分闸动作，直到能完成一次分闸动作进入下一循环，同样逐渐减小（或增大）匝数值根据是否是振荡回路分两种情况嵌套一小循环，在小循环中，时间由零逐渐增加，模拟RLC放电过程，直到能启动第一次分闸动作时退出循环，确定第一次分闸动作启动电流、启动时间。假设系统电流不变，再放电12毫秒，计算电容电压并以此为二次放电的电容电压，计算放电流最大值时的线圈安匝数值80%（85%、75%、70%），直到该安匝数达到始动安匝数且对应的线圈匝数最大时退出循环并结束程序（附结果，其中%为IN2占IN2m的百分数，Imax是假设不动作放电时对应的最大电流，t1 、t2分别是两次分闸时间，U1是二次最大放电电压，U2是二次启动电压）。 %IN0RNImaxt1U1Lt2U2IN280200000.4628110936.2810.02945.7672002085200000.623278844820.03975662002175200000.323014430.5800.0237.966.52001880140002.5766728.761.291.30.1637