基于matlab折臂式高压隔离开关机构动态分析

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1、·信息技术·张帆，等·基于MATLAB的折臂式高压隔离开关机构动态分析基于MATLAB的折臂式高压隔离开关机构动态分析张帆，汤文成，王鹏，李巍(1．东南大学机械工程学院。江苏南京211189；2．江苏泰事达电气有限公司，江苏泰州225300)摘要：通过解析法对折臂式高压隔离开关机构进行运动学求解，得到机构不同状态的位置解，并且得到构件速度、角速度、角加速度之间的关系。通过MATLAB自带的GUI图形用户界面实现高压隔离开关机构的运动仿真，对位置求解进行可视化显示。并通过ADAMS仿真分析软件对基于MArLAB的动态分析结果进行验证，结果显示，基于MAⅡB的动态仿真能够正确直观的反应机

2、构的运动状态，且易于修改，适合高压隔离开关初期设计。关键词：高压隔离开关；动态仿真；机构；GUI中图分类号：TH113．25文献标志码：A文章编号：1671—5276(2013)05-0081．05I)yllal~CS'mmlationofFoldingBoomHigh-voltageSwitchgearMechanismBasedonMATLABZHANGFan，rAMGWen．cheng．WANGPeng，LIWei(1．SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China；2．JiangsuT

3、aishidaElectricCo．，Ltd．．Taizhou225300，China)Abstract：Thearticleusestheanalyticalmathodtosolvethekinematicsposfionwithdiferentgesturesandsetsuptherelationshipsamongthecomponentvelocity，angularvelocityandangularacceleration．MATLABisusedwithaGUIgraphicaluserinterfacetoa·chievethekinematicssimulati

4、onofhighvoltageswitchgear．ThedynamicanalysisresultsaretestedandverifiedbasedonMATLABbyADAMS．TheresultsshowthatthedynamicsimulationbasedonMATLABintuitivelyrespondstothestateofmechanicalmotionanditiseasytobemodified．Themethodishelpfultotheinitialdesignofthehigh—voltageswitchgear．Keywords：high—vol

5、tageswitchgear；dynamicsimulation；mechanism；GU11机构运动分析的关键解析方法0引言本文应用矢量环(矢量链)方法对机构的运动进行求解分析，高压隔离开关机构分为曲柄摇杆机构和开合闸机高压隔离开关一般与高压断路器串联部署，是一种应构，曲柄摇杆是闭合的矢量环，开合闸机构是类似于机器用广泛且十分重要的高压配电设备。折臂式高压隔离开人手臂的矢量链，采用这种方法能够很好的对机构的位置关由驱动机构和开、合闸机构组成，机构的运动规律由杆进行求解，折臂式高压隔离开关的机构简图如图1所示。件和齿轮的尺寸决定。目前针对高压隔离开关机械特性的研究仍然偏少，高压隔离开

6、关机构的性能还有一定的提升空间。国内外电器公司通常采用新材料、新技术、新工艺，对隔离开关的触头回路系统、传动系统、操动机构以及支架不断进行改进设计，以不断地提高产品的技术参数、完善产品性能，使产品的绝缘结构、通流能力和机械传动等方面更加可靠耐久。从本质上分析与研究折臂式高压隔离开关机构设计变量对机构性能的影响具有重要的意义。对机构的运动学分析是评价机构性能的一个重要手段，不仅可以验证机图1折臂式高压隔离开关机构简图构实现规定功能的可能性，而且运动学分析是机构动力学如图2所示，是驱动机构(曲柄摇杆)简化矢量环图，分析的基础。机构运动分析的目的在于确定机构中各构按照矢量加法原则，两对矢量

7、(R2，R，)和(R。，R)相加的件的位置，以及一些构件上特定点的轨迹，从而确定机构结果应相等，得到的数学表达式为：的行程。同时，可以确定机构的角速度、角加速度以及某R2+R3=Rl+R4(1)些特定点的速度和加速度等运动参数，这些参数是评价机式(1)表明矢量和相加所得到的位移矢量和矢构运动和动力性能的基础。总之，运动分析是了解分析机量R和叠加所得到位移矢量是相同的。规定水平线正构的基本手段。基金项目：国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司科技项目，编号(S