试析高压断路器新型电机操动机构问题.pdf

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1、中国科技期刊数据库工业A电力技术试析高压断路器新型电机操动机构问题盛草沈阳工业大学，辽宁沈阳110000摘要：本文介绍了电机操动机构以及旋转电机操动机构的特点，分析了电机操动机构的仿真及有限转角永磁无刷直流电机的仿真。我们认为，随着新型操动机构的相继问世，尤其是电机揉动机构，采用电子操动系统控制功率器件实现断路器的分、合操作，运动部件少，动作分散性小，这为高压断路器触头运动控制提供了可能，我们应根据相应指标及分合闸时间保持其工作的稳定性。关键词：高压断路器：新型电机：操动机构中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：l671—5799(2015)08—0297—0l高压断路

2、器在电网系统中起到切断故障线路保护电网对于两种电机操动机构，由于真空断路器动作时间较稳定运行的作用，有效的实现断路器的分合闸以及自动重合短，且瞬间功率较大，冈此采用电容作为电机的电源。通过闸操作对电网的安全以及排除故障线路都具有十分重大的电机模型的参数采用有限元分析软件Ansoft对初步设计的意义。断路器能否按照预设的要求完成分合闸操作且具有稳电机进行了分析计算，并考虑归算到操动机构侧的反力及等定性，其操动机构性能起决定性作用。近年来，随着新型操效质量，对电机基本特性和动态特性的进行了仿真。动机构的相继问世，尤其是电机操动机构，采用电子操动系3．1有限转角永磁无刷直流电机的仿真

3、统控制功率器件实现断路器的分、合操作，运动部件少，动根据40。5kV真空断路器的特性要求初步设计了有限转作分散性小，这为高压断路器触头运动控制提供了可能。本角永磁无刷直流电机模型参数如表1所示。每极每相槽数为文通过实验数据分析，验证所提出的新型电机机构能够有效3，定子绕组的并联支路数取1，绕组中通单相电流，绕组的满足高压真空断路器对分合闸速度的要求指标及分合闸时匝数为120，漏电感为0．1mH，间稳定性。绕组的电阻为1．125Q，定子导磁材料选用的是D231电机操动机构硅钢片，次级采用永磁体钕铁硼N40和l0号钢。设置初始在真空断路器触头开断过程中，要求动触头具有很高的运动速度

4、和初始电流为零，转子的转动惯量为0．07kg·m2刚分速度，以保证断路器的灭弧能力。在分闸过程的末期，在分合闸时采用直流200V的电源。心减小动触头的速度以削弱对断路器的冲击。断路器配有触表1电机模型参数弹簧，存合闸过程结束时触头弹簧被压缩，为触头提供预项目参数值紧力，克服短路电动力的影响，另外能够提供一部分分闸能外形尺寸／mm由200×300量。但在合闸过程中，电机操动机构必须能够克服触头弹簧转角／度60的反力。额定转速／r／min50对于40．5kV户内真空断路器，真空灭弧室触头要求行分闸时电流最大达到95A，最大转矩230N*m。合闸时程约33nm~(开距约25mm，超程

5、约8mm)，平均分闸速度电流最大达到125A最大转矩300N*m。分／合闸过程中，l7、2．3m／s，平均合闸速度0．61．0m／s，触头额定上矗力转矩有一定的脉动，但与电流的变化趋势基本一致。由于分闸29003300N。时触头弹簧提供部分分闸能量，合闸时给触头弹簧储存能量。2旋转电机操动机构3．2永磁直线直流电机的仿真图l为本文设计的40．5kV户内真空断路器旋转电机操根据40．5kV真空断路器的特性要求初步设计了永磁直动机构的结构简图。电机操动机构是一台配制动器的永磁无线直流电机模型参数如表2所示。每极每相槽数为3，初级刷商流伺服电机，直接驱动传动主轴一转轴，电机通过法兰绕

6、组的并联支路数取1，绕组中通单相电流，初级绕组的匝与断路器转轴连接。操动机构与断路器之问的传动机构由转数为45，漏电感为0．3mH，纵向宽度为300mm，初级导磁材轴、拐臂、触头弹簧、绝缘拉杆和l-角拐臂组成的一套四连料选用的是DW470硅钢片，次级采用永磁体钕铁硼N35SH和杆机构构成。l0号钢。设置初级总质量为1lkg，初始速度为零。在分静髓头动毅头—一时选用150V一0．03F的电容，合闸时选用200V一0．02F的电容。通过仿真得到电机起动过程中的电磁推力、电流与时问的关系。合闸过程中，前期电流迅速上升达到最大值，电磁永磁无捌直推力随电流变化，合闸前期电磁推力较大，有利

7、于提高合闸耩动嚣＼速度，后期较小则减小了对断路器的冲击。一霎4结语综上所述，在断路器特性要求的前提下，两种电机操动机构在不同的方面具有各自不同的特性，这为高压断路器采用电机操动机构提供了依据。本文只对电机操动机构进行图1真空断路器旋转电机操动机构结构简图设计并对其动态性能的仿真分析，电机操动机构的性能有通过对4O．5kV户内真空断路器分合闸过程的计算，触待下一步实验验证。头弹簧在触头分合闸过程中归算到电机操动机构侧转轴上参考文献的反力矩特性及等效转动惯量。电机操动机构的反力矩主要[1]付万安