一种大功率直流接触器及其工况研究

发布时间：2021-06-26 01:21

　　大功率直流接触器在诸如电动汽车、太阳能发电、航空航天领域都得到广泛应用,国内外接触器的研究机构和制造公司都在研究大电流直流电路的通断新技术,朝着大功率、轻质小型、绿色环保、多功能、智能化、长寿命的方向发展,致力于提高切换容量、缩小体积、减轻重量以及提高安全可靠性。论文对电弧等离子体进行了研究,定量分析了电弧等离子体中的电子与离子的动力学特征以及各自在电弧演变过程中的作用,分析得出电子是电弧演变过程的主体;利用有限元分析软件Maxwell对BCZ4-400型直流接触器的工作状态进行了仿真研究,建立了该型直流接触器主回路的三维有限元模型,得到了该型直流接触器在低负载、额定工作以及超负荷工作时的电磁场分布、灭弧室永磁体磁场分布;分析并定量计算了作用于电弧等离子体的电磁力,其中包括灭弧永磁体磁场的洛伦兹力、两端电弧之间的安培力、主回路断开时产生的感应电动势的电场力、电弧靠近灭弧金属栅片时产生的等离子鞘层的电场力,得到电弧等离子体受到永磁体磁场的洛伦兹力与其他作用力相比存在着数量级的差异,是电弧等离子体弧长拉大的主要原因,其他各种作用力与此相比可以忽略不计。论文的研究结果对设计新型大功率直流接触... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直流接触器外形结构

1.接线柱 2.静触头 3.永磁体 4.灭弧栅片 5.动触头 6.弹簧图2. 2 直流接触器主回路3D模型Fig 2.2 DC contactor main circuit 3D model图 2.2 接线柱 1 连接大电流负载，当图 2.1 控制线圈部分的线圈通电后，由毕奥-萨伐尔定律可知，线圈内部会产生一个竖直方向磁场，磁场方向可由安培定则得出。此时在线圈内部安装一个永磁体铁心，铁心产生磁场方向与线圈产生的磁场方向相反。从而在给线圈通以直流电时，永磁体铁心会受到向上的电磁力，当电磁力大于主回路模型图 2.2 中弹簧 6 的弹力时，就会推动弹簧向上运动。两个动触头 5 固定在一个铜板上，同时与弹簧 6 固定在一起，因此动触头 5 随着弹簧 6同时向上运动，向静触头 2 靠近，直至相互接触、闭合，导通主回路，从而起到小电流控制大电流的作用。然而此时触头的闭合过程还没有结束，弹簧 6 还在向上运动，增大动静触头接触压力，压缩弹簧的同时积蓄势能。增大动静触头接触的压力不仅能使闭合更稳定，也能增大动静触头的接触面积，减小接触电阻等。当控制线圈断开后，线圈内部的永磁体受到的电磁力消失，弹簧 6 弹性势能转换为动能，弹簧反力带动动静触头分断。

合肥工业大学专业硕士研究生学位论文分，剖分设置采用默认的剖分参数。单元最大边长值，即剖分的小三角形的边长值为 1.14 cm，三角单元最大个数为 1000。因为求解三维静磁场会消耗非的系统资源，限制剖分单元的个数能够避免数量过大的剖分单元占用过多的资源。最终的网格剖分图如图 2.3 所示。


本文编号：3250338