《船用真空接触器合闸速度研究》.pdf

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1、·研究与分析·电器与能效管理技术(2015No．13)船用真空接触器合闸速度研究余晓松(海军驻上海711所军事代表室，上海2011O8)摘要：结合现有船用真空接触器样机，在分析船用真空接触器合闸机理的基础上，对影响船用真空接触器性能关键的合闸速度进行了理论分析和设计校核。通过试验验证，表明合闸速度满足设计要求。关键词：船舶；电力系统；真空接触器；合闸速度余晓松(1963一)，中图分类号：TM572文献标志码：A文章编号：2095．8188(2015)13-0011-03男，高级工程师，主要从事舰船电

2、器研ResearchonMarineVacuumContactorClosingSpeed究。YUXiaosong(NavalMilitaryRepresentativeOfficeatNo．711Institute，Shanghai201108，China)Abstract：Combinedtlltheexistingmarinevacuumcontactorprototypeandbasedonanalysisoftheclosingoperationsmechanismofmarinevacu

3、umcontactor，thispaperdidsometheoreticalresearchanddesignproofontheclosingspeedofaffectingthemarinevacuumcontactor’Scharacteristicsandverifiedbyexperimentthattheclosingspeedcanmeetthedesignrequirements．Keywords：marine；powersystem；vacuumcontactor；closing

4、speed0引言随着船舶电站容量不断增大，船舶电力系统对船用真空接触器的需求越来越迫切。船用真空1船用真空接触器结构接触器是大型船舶电力系统中不可缺少的重要元件，可用于控制频繁起动的电动机和预励磁变压器等，具有寿命长、操作频繁、体积小和重量轻等一系列优点¨。船用真空接触器的机械寿命高达几十万至上百万次，因此触头合闸过程中的机械特性配合显得尤为重要。接触器触头的闭合过程对触头接触质量、触头寿命以及触头的其他特性均有很大影响。为了保证触头能可靠接触，必须增加触头压力，但触头压力的增加将导致电磁吸力的增加

5、，而电磁吸力的过度增加又会导致动触头及驱动机构空灭弧室表面强烈的冲击变形，引起触头弹开。同时，冲击触头弹簧动量由合闸速度和动触头质量决定，故合闸速度与触头弹跳有直接关系。接触器带载合闸时，触黝机一头弹跳将使触头间产生拉弧，使触头表面温度大转轴闸电磁铁为增加，从而容易发生触头熔焊。分闸状态合闸状态因此，合闸速度是船用真空接触器最主要的机械特性之一，是接触器优良机械性能和电图1船用真空接触器结构简图一11—电器与能效管理技术(2015No．13)·研究与分析·将接触器的实际参数带人，计算出(t)的2合闸

6、速度理论模型值为2123．4N。由电磁吸力拟合公式可以算出整个吸合过程电磁铁力为346～963N，完全小于通过对接触器合闸过程的受力分析，将合闸计算值。因此，合闸过程中驱动机构和动触头同过程分为两个阶段，即进入超程之前和超程之后。步运动，触头弹簧没有进一步发生形变，仅为接触器在进入超程前，动触头加速向静触头运动，储能。直至碰撞接触；进入超程后，动、静触头已经闭合，2．2合闸速度计算相对静止。因此计算接触器合闸速度，主要针对在合闸速度计算中，触头自闭力所作的功接触器合闸时，动触头进入超程前的过程。该过

7、()为程中有两个驱动力，合闸电磁铁的驱动力和真空(t)=F3(t)(5)灭弧室的自闭力；阻力是分闸弹簧的反力以及摩式中：(t)——时间t内，动触头移动的距离。擦力。电磁铁的吸力所做的功为W(t)，分闸弹簧反2．1驱动机构和动触头加速度计算力所做的功(t)为考虑到实际结构，需要分别计算出合闸初始1，，阶段中合闸电磁铁驱动驱动机构产生的加速度和(￡)=÷厶K[X1：+(f)]一÷。(6)2厶动触头自闭力及触头弹簧驱动动触头产生的加速式中zK——分闸弹簧的刚度系数；度。通过比较两个加速度的大小，以确定触头

8、弹：——分闸弹簧的初始压缩量。簧在合闸过程中是否被进一步压缩。摩擦阻力所做的功在工程实际中用机械效率对驱动机构受力分析：2，来等效，叼一般取0．6～1。2F4(t)z0—2F1(t)f1—3F2(t)z2=．，(1)0÷()+3×÷m()=二二式中：(t)——同一时刻吸合电磁铁吸力；叩[W(t)+31(t)一2W1(t)](7)F(t)——同一时刻分闸弹簧力；其中，(t)=to(t)2：。由此可以计算出触头闭合前(t)——同一时刻触头弹簧力；任意位置的运动速度和最终闭