高压断路器弹簧操动机构的优化与仿真.pdf

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1、第50卷第4期高压电V01．5ONo．4·66·2014年4月HighVoltageApparatusApr．2014高压断路器弹簧操动机构的优化与仿真张应中，徐可新，阎崇毅2，罗晓芳(1．大连理工大学机械工程学院，大连116024；2．大连电力电器集团有限公司开关分公司，大连116031)摘要：根据VS1型高压断路器弹簧操动机构的分闸运动原理，考虑超行程运动阶段．改进能量法，建立高压断路器弹簧操动机构的运动方程。为了控制分闸过程，以给定的分闸特性曲线为目标．以分闸弹簧、分闸拉杆和连杆长度为优化参数．对分闸性能进行优化然后使用ADAMS建立弹簧操动机构的动

2、力学模型．对优化前后的机构性能进行对比。仿真结果表明．改进后的能量法能够准确分析整个分闸过程，优化方法能够从整体上改进弹簧操动机构的运动特性关键词：高压断路器；弹簧操动机构：优化：仿真中图分类号：TM561．2文献标志码：A文章编号：1001—1609(2014)04—0066—06OptimizationandSimulationoftheSpringActuatorforCircuitBreakersZHANGYingzhong，XUKexin，YANChongyi，LUOXiaofang(1．CollegeofMechanicalEngineerin

3、g，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China2．DalianElectricPowerEquipmentGroupCo．，Ltd．，Dalian116031，China)Abstract：AccordingtotheprincipleofopeningoperationofVS1highvoltagecircuitbreaker，amathematicalmodelofthespringactuatorforthecircuitbreakerissetupwiththeconsiderationofex

4、cessofstroke．Asystematicoptimizationofthespring，pullrodandlengthoflinksisperformedandappliedtoasimplifiedmechanismofthecircuitbreakerforoptimizingopeningperformance．Adynamicmodelofthespringactuatoristhenestablishedwiththemulti-bodydynamicsprogramADAMS．Simulationresultsrevealthatth

5、eexcessofstrokesignificantlyinfluencestheopeningperformance，andtheoptimizationmethodcanimprovetheoveralldynamicperformanceofthespringactuator．Keywords：highvoltagecircuitbreaker；springactuator；optimization；simulation闸特性的关键0引言文『31通过建立弹簧操动机构的三维实体模型操动机构是高压断路器的核心部件之一．动触并对其进行动力学仿真．分析了断路

6、器操动机构挡头是靠操动机构来带动的．操动机构性能的好坏直板、摩擦力、弹簧刚度系数等因素对动触头动力学特接关系到断路器的使用性能。据统计．断路器的故障性的影响；文『41使用能量法，对分闸过程进行分析，中，重故障的44％属操动机构故障．轻故障中的操以主轴特性曲线为目标对分闸弹簧的参数进行优动机构机械故障约占40％tn弹簧操动机构由于结构化．但该方法没有考虑超行程阶段储能弹簧的作用，简单、动作迅速、可靠性高而广泛用于真空断路器闭．且只对分闸弹簧进行优化，局限性较大；文『51使用对其进行结构设计、机构优化及运动特性研究有重建模仿真手段．对操动机构建模和仿真关键技术

7、进要的现实意义。对于弹簧操动机构，当传动方式确定行研究：3~[61使用仿真手段．对连杆机构进行分析以后，分闸弹簧、拉杆和连杆的参数将直接决定断路及优化；文『71采用分析力学对弹簧操动机构进行动器的分闸特性。所以．如何找到更好的方法使操动机力学分析．这种分析方法较准确，但方程过于复杂；构的结构参数满足动触头的动力学特性将是增强分文『81使用闭合向量对操动机构的闭合连杆进行分收稿13期：2o13-11—07：修回13期：2o13—12—09研究与分析张应中，徐可新，阎崇毅，等．高压断路器弹簧操动机构的优化与仿真。67·析．这种方法适合于连杆数较多的复杂机构分析

8、：文f9]使用能量法建立操动机构分合闸的运动方程，为降低系统振动．