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1、三气隙永磁接触器工作原理和静特性分析?研究与分析?低压电器(2010No23)三气隙永磁接触器工作原理和静特性分析陈德桂,李兴文,刘颖异,曾闻(西安交通大学,电气工程学院,陕西西安710049)摘要:三气隙永磁接触器是一种新型节能接触器,与现有永磁接触器相比较,没有线圈断电时的失压保护要求.介绍了这种接触器的结构和工作原理,用三维有限元方法计算了这种接触器的磁系统的磁场分布和静态吸力特性,分析了几何参数对其静特性的影响,提出了这种永磁接触器的特点.关键词:节能;三气隙永磁接触器;静态特性-9磁场分布中图分类号:TM572.2文
2、献标志码:A文章编号:1001-5531(2010)23-0021-04陈德桂(1933一),男,教授,博士生导师,研究方向为新型低压电器的研究与分析.AnalysisofOperatingPrincipleandStaticCharacteristicforThreeGapsPermanentMagnetContactorCHENDegui,LIXingwen,LIUYingyi,ZENGWen(InstituteElectricalEngineering,Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an71004
3、9,China)Abstract:Threegapspermanentmagnetcontactorwasanewtypeofenergysavingcontactor,comparingwiththeexistingpermanentmagnetcontactor,itdidntrequireprotectionWhenwindinglosesthevoltage.Theconfigura—tionandprincipleofthepermanentmagnetcontactorwasintroduced,themagnet
4、icfieldandthestaticcharacteristiccalculatedbyusing3Dfiniteelementmethod.Theeffectofthegeometricparaneteronstaticcharacteristicwasana—lyzed,andthespecificfeaturewasproposedforthispermanentmagneteontaetoraswel1.Keywords:energysave;threegapspermanentmanetcontactor;stat
5、iccharacteristic;magnetfield0引言当前节能减排是保卫环境的头等大事,根据统计,国内电能消耗的一半左右是电动机系统,而作为电动机控制的主要电器元件的接触器也是耗能大户,1台接触器需要耗能几W到几十w,而1台电动机往往要多台接触器来控制,因而节能接触器受到国内外重视,永磁操作的节能接触器由于在操作电磁铁吸合后,依靠永磁保持力,可不需要或仅需少量电能输入,而有显着节能效果.目前,国内外都在开发各种结构的永磁接触器.但传统永磁接触器存在失压保护问题,需要附带专门的控制电路,使结构复杂,成本提高,并且带来不可
6、靠因素,并且即使附加了失压保护电路,但还不能解决因内部线圈断线而造成的失压问题.目前,一种不存在失压保护问题的三气隙永磁接触器开始在国内外推广使用,但对它的报导和特性分析尚少,YoshihioKawase等人用三维有限元方法对这种电磁铁的动态特性作了仿真J,但缺乏对其基本静态特性的分析,本文采用三维有限元方法计算了三气隙永磁接触器的磁场分布和静态吸力特性,分析了几何参数对其静特性的影响,提出这种永磁接触器的特点.1三气隙永磁接触器的结构与工作原理三气隙永磁接触器如图1所示,图1(a)为其外形图,图1(b)为其磁系统结构.此种永
7、磁接触器具有三个工作气隙,工作气隙1,工作气隙2以及工作气隙3,在接触器的吸合过程中,工作气隙李兴文(1978一),男,教授,博士生导师,研究方向为新型低压电器的研究与开发.刘颖异(1980一),女,博士研究生,研究方向为智能电器.一21—低压电器(2010No23)?研究与分析?1和2减小,工作气隙3增大.工作气隙3对动铁心产生的是竖直向上的力,而工作气隙1,2产生的是竖直向下的力.由于接触器吸合时,动铁心是向下运动,因此工作气隙1和工作气隙2对动铁心产生的是使动铁心吸合的吸力,而工作气隙3产生的是阻止动铁心吸合的反力.其工
8、作原理可由图2来解释,图2(a)为当线圈无电流时的磁通走向,这时磁路中的磁通全部由永磁体产生,分成两条路径,用虚线表示的磁路A,通过磁轭,工作气隙3,动铁心,工作气隙和静铁心形成回路,而由点划线表示的磁路B通过磁轭,工作气隙3,动铁心,工作气隙2和静铁心形成回路,由于回路A和
