高压断路器直线伺服电动机操动机构

1 高压断路器的操动机构 操动机构是高压断路器的重要组成部分，它由储能单元、控制单元、 和力传递单元组成。高压sf6断路器的操动机构有多种型式，如弹簧操动 机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。 根据灭弧室承受的电压等级和开断电流的差异，sf6产品选用弹簧机 构、气动机构或液压机构。弹簧机构、气动机构、液压机构各自的特点比 较见表1。 表1 机构类型 比较项目 弹簧机构气动—弹簧机构液压机构 储能与传动介质螺旋压缩弹簧/机械 压缩空气/弹簧 压缩性流体/机械 氮气/液压油 压缩性流体/非压缩 性流体 适用的电压等级40.5kv—252kv126kv—550kv126kv-550kv 出力特性 硬特性，反应快，自 调整能力小 软特性，反应慢，有 一定自调整能力 硬特性，反应快，自 调整能力大 对反力，阻力特性 反应敏感，速度特性 受影响大 反应较敏

研究了一种高压断路器直线电机操动机构,设计分析了永磁直线直流电机及其运动特性。基于40.5kv真空断路器机械特性的要求,设计了一台配有制动保持装置的永磁直线直流电机操动机构,利用有限元方法建立了电机的仿真模型,对永磁直线直流电机的基本特性和起动过程进行了特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线并进行了分析,得出了电机操动机构能够提供的机械特性,为真空断路器采用直线电机操动机构提供了依据。

高压断路器中的弹簧操动机构刘唯2015.4 1/12 高压断路器中的弹簧操动机构 刘唯2015.4 摘要：本文讨论了断路器操动机构的功能，总结并比对了目前主流弹簧操动机构的实现方式，也介绍了各种结构的优缺点。列举 了断路器上弹簧机构的各种布局方式，从控制，安全，维护及发展的角度谈了个人看法。 关键词:高压断路器弹簧操动机构 目录 0引言......................................................................................1 1操动机构的种类..................................................................1 2弹簧操动机构的功能....................................

第五节高压断路器的操动机构

最新2-12高压断路器及其操动机构

在高压电气行业,操动机构较多使用串励电动机。串励电动机机械特性软,起动转矩大,过载能力强。在确定电动机参数时主要依据其工作状况、转速和输出扭矩等参数来选择其功率和绝缘等级。

断路器电磁操动机构原理1

针对40.5kv真空断路器分合闸运动特性对操动机构的要求,设计了一种新型的电机操动机构,即直线感应电动机(cylinderlinearinductionmotor,c-lim)机构。断路器在分、合闸过程中对操动机构的动作和时间特性有较高要求,对断路器c-lim机构运动特性及动力特性进行了分析,并规划分、合闸运动时的理想速度曲线。针对c-lim特有的边缘效应,在考虑动态纵向边缘效应的基础上建立了矢量控制数学模型。对c-lim驱动断路器触头运动控制系统进行仿真及样机的实验验证。结果表明,该直线电机直接驱动断路器的操动轴、驱动器动态性能好,振动较小,满足断路器分合闸运动特性要求,为断路器智能控制奠定了基础。

断路器操动机构动作低电压测试 摘要：本文介绍了断路器操动机构动作低电压测试的原理和意 义，分析和指出了低电压测试的方法，并结合笔者检修工作重点分 析了典型的低电压测试案例，阐明了低电压测试对状态检修工作的 开展和提高设备运行可靠性的关键作用。 关键词：断路器合闸分闸最低动作电压 1概述 作为断路器特性测试的一个重要的内容，断路器操动机构动作低 测试主要是为了验证断路器线圈是否灵敏和可靠，并且还能够测试 整个操作机构在非额定动作电压下的性能。操动机构可靠的合闸的 时候，通常操动机构的电压是保持在(85％-110％)un的范围之内 的；断路器分闸的电压是大于65％un；另外当断路器的电压小于 30％un的时候，断路器是不能够分闸的。最额定操作电压的30%到 65%之间是高压断路器操动机构分、合闸电磁铁线圈的最低动作电 压，在这个范围之内能够保证断路器的正常的运行，并进行可靠

为了得到更大的起动推力,满足高压断路器开断性能和机械性能的要求,对操动机构用圆筒型直线感应电机进行优化设计,将粒子群优化算法引进到圆筒型直线感应电机的优化设计之中。并针对此电机优化的具体特点,提出将邻域拓扑粒子群优化算法用于圆筒型直线感应电机的全局优化,解决了粒子群优化算法中含有局部最优解的复杂优化问题,增强了粒子的寻优能力。两种算法的研究结果表明,与原始方案相比起动推力提高,起动电流大幅度降低,领域拓扑粒子群优化算法优化效果显著。电机的结构尺寸整体缩小,降低了电机的质量,节约了材料,证明了领域拓扑粒子群优化算法的优越性,提高和完善了圆筒型直线感应电机操动机构的实用性。

针对40.5kv真空断路器分合闸运动特性对操动机构的要求,结合圆筒型直线感应电机(c-lim)的性能优点,文章提出了应用于高压断路器的c-lim操动机构。对断路器操动机构实现了整体结构简单化设计。结构具有无需传统操动机构依靠机械传动的连杆和锁扣等复杂零部件、操作噪声低、响应快速、能优化预定行程曲线、可控性高、易于与综合自动化监视系统的连接和提高状态监测范围等优点,适用于中高压断路器的操动机构。文章亦对c-lim磁路分布及各种特性进行了有限元分析,验证了c-lim设计的有效性,并完成了满足40.5kv真空断路器工作要求的国内首台c-lim样机制作。

第二章直流伺服电动机 直流伺服电动机是自动控制系统中具有特殊用途的直流电动机，又称执行电机，它能够把输入的电压 信号变换成轴上的角位移和角速度等机械信号。直流伺服电动机的工作原理、基本结构及内部电磁关系与 一般用途的直流电动机相同。 第一节直流电动机 一、直流电动机的基本工作原理 直流电动机的基本结构与直流发电机相同。电动机输入电压信号，输出转速信号。 二、电磁转矩和转矩平衡方程 1、电磁转矩aemi a pn t 2 atic 对于一个已经制造好的电机，它的电磁转矩emt正比于每极磁通和电枢电流ai。 2、稳态转矩平衡方程emt=lttt02 称为电动机稳态转矩平衡方程。 3、动态转矩平衡方程 当电机的转速发生改变时，由于电机及负载具有转动惯量，将产生惯性转矩 dt d jtj j——负载和电动机转动部分的转动惯量； 此时，电动机轴上的动态转矩平衡方程为

伺服电动机综述

在高压电气行业,弹簧操动机构较多使用串励电动机。串励电动机机械特性软、起动转矩大、过载能力强。在确定电动机参数时主要依据其工作状况、转速和输出扭矩等参数来选择其功率和绝缘等级。

目前,在县级35kv及以下电力系统中,用于接通和断开高压电路的断路器大多数采用多油、少油和真空断路器,这些都是从开关的灭弧介质来区分的。但对于二次来说,密切相关的是开关的操动机构。而对于35kv断路器来说,其操动机构多数采用的是电磁和弹簧操动机构两种。作为主要的保护和控制设备,断路器动作的可靠性极其重要,而操动机构故障又是影响其动作可靠性的主要原因,因此提高操动机构的可靠性有着很重要的意义。本文

1 高压开关操动机构简介 一、综述 1操动机构的分类 1.1按用途分类：可分为断路器用操动机构和隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类用操 动机构两大类。 1.2按传动介质分类：可分为电动机构、手动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构、电磁机构、永 磁机构、爆炸机构等多种类型。断路器最常用的机构类型有永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压 机构四种类型。隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机 构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构。 断路器最常用的永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构特点比较及适用范围见表1。 隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机 构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构见表2。 表1 类型基本特点适用范围 永磁机构输出力矩特性与真空断路器

为了提高高压断路器操作性能,研究了一种高压断路器新型操动机构——有限转角永磁电机操动机构。针对高压断路器的机械要求,对有限转角永磁电机的定、转子结构和主要参数(电负荷、磁负荷、极对数、气隙及极弧系数等)进行了设计。电机的设计过程中提出了两种定子结构,本文采用有限元方法对两种定子结构的电机进行了有限元分析和动态特性仿真,一方面验证电机设计的合理性,另一方面得到了电机在分合闸过程中主要参数的特性曲线(电磁转矩、电流、转速和转角等)。通过对有限元仿真结果的分析,两种定子结构电机具有各自不同的特点,都能够提供较高的满足分/合闸速度要求的机械特性。与断路器的联机实验测得了合闸过程中动触头的行程曲线,验证了电机机构能够满足断路器的合闸操作要求,这为高压断路器采用电机操动机构提供依据。

本文介绍了断路器操动机构动作低电压测试的原理和意义,分析和指出了低电压测试的方法,并结合笔者检修工作重点分析了典型的低电压测试案例,阐明了低电压测试对状态检修工作的开展和提高设备运行可靠性的关键作用。

为了提高高压断路器的动作可靠性,设计了一种新型操动机构——有限转角永磁无刷直流电机操动机构。针对40.5kv真空断路器机械特性的要求,对驱动电机结构和主要参数(电负荷、磁负荷、极数及极弧系数等)进行了设计。并采用有限元法对电机的动态特性进行仿真,结果表明,电机设计合理、满足较高的分、合闸速度的要求。

通过对真空断路器上采用过的几种操动机构的性能对比,突出了永磁操动机构的特点和技术先进性。详细分析了永磁操动机构的结构、动作原理及真空断路器电气控制系统的工作原理,论证了永磁操动机构在真空断路器上的应用将对真空断路器向免维护方向发展起到非常重要的作用。

2-高压断路器的操作机构解析

针对高压断路器弹簧操动机构合闸弹簧失效问题,运用可靠性设计理论对其进行分析研究,找出了弹簧因疲劳可靠度不足而失效的原因,并提出了解决问题的措施。常规设计是将弹簧外载荷、几何尺寸、材料强度性能等参数是看作确定量,实际上由于受材质、制造、测量等条件的影响,这些参数是不确定的,所以往往导致零件因不可靠而失效。可靠性设计将这些参数视为随机变量,运用概率统计的方法分析弹簧的强度,定量回答了弹簧的失效概率问题,使人对弹簧的质量有了更加准确的把握。提高弹簧的疲劳可靠度可从改进弹簧尺寸参数、材料、制造工艺、受力状况等多方面入手,但对于旧设备,应该根据实际情况从经济性、工艺性、可行性方面考虑。通过比较选择了弹簧表面喷丸处理的最佳改进方法。