高压直流继电器双线圈涡流斥力机构仿真优化设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.002

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 594 ›› Issue (9): 7-12.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.09.002

高压直流继电器双线圈涡流斥力机构仿真优化设计

周宝石, 刘向军

福州大学电气工程与自动化学院, 福建福州 350108

收稿日期:2020-07-22 出版日期:2020-09-30 发布日期:2020-10-18
作者简介:周宝石(1994—),男,硕士研究生,研究方向为智能电器及在线检测技术。|刘向军(1970—),女,副教授,研究方向为电器智能测试技术、电接触理论及材料应用。
基金资助:
*晋江市福大科教园区发展中心科研项目(2019-JJFDKY-32)

Simulation and Optimization Design of Eddy Current Repulsion Mechanism with Double Coil for HVDC Relay

ZHOU Baoshi, LIU Xiangjun

College of Electrical Engineering & Automation,Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2020-07-22 Online:2020-09-30 Published:2020-10-18

摘要/Abstract

摘要：

采用双线圈涡流斥力机构取代传统电磁机构,提高触头分断速度,减小电弧侵蚀,同时减小闭合弹跳。对双线圈涡流斥力机构进行仿真优化设计,为设计新型高压直流继电器提供基础。利用解析法分析涡流斥力机构参数对动态特性的影响,利用Ansoft Maxwell软件建立涡流斥力机构二维数学模型,与MATLAB软件结合进行联合仿真,将布谷鸟算法引入优化设计中,得到涡流斥力机构的最优参数,优化后的涡流斥力机构具有更好的动态性能。

关键词: 双线圈涡流斥力机构, 高压直流继电器, 联合仿真, 布谷鸟算法

Abstract:

The eddy repulsion mechanism with double coil was used to replace the traditional electromagnetic mechanism to improve the breaking speed of the contact,decrease the arc erosion,and reduce the contact bounce during closing at the same time.The optimal design of eddy current repulsion mechanism with double coil will provide the basis for the design of a new kind of HVDC relay.The influence of eddy current repulsion mechanism parameters on dynamic characteristics was analyzed by analytical method.On this basis,Ansoft Maxwell software was used to establish two-dimensional mathematical model of eddy current repulsion mechanism,combining with MATLAB software for the joint simulation.The cuckoo algorithm was introduced into the optimal design to obtain the optimal parameters of eddy current repulsion mechanism,and the optimized eddy current repulsion mechanism has better dynamic performance.

Key words: eddy current repulsion mechanism with double coil, HVDC relay, joint simulation, cuckoo algorithm

中图分类号:

TM581.4

周宝石, 刘向军. 高压直流继电器双线圈涡流斥力机构仿真优化设计[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 594(9): 7-12.

ZHOU Baoshi, LIU Xiangjun. Simulation and Optimization Design of Eddy Current Repulsion Mechanism with Double Coil for HVDC Relay[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 594(9): 7-12.

图/表 13

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参考文献 10

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参数	数值	参数	数值
斥力盘运动行程/mm	3	吸合线圈盘与斥力盘之间气隙/mm	3
分断线圈盘与斥力盘之间气隙/mm	1	吸合线圈外接电容电压/ V	40
分断线圈外接电容电压/V	40	吸合线圈外接电容容量/mF	10
分断线圈外接电容容量/mF	20	额外运动部件质量/g	16

优化参数	优化前	优化后
斥力盘半径/mm	17	19.828 4
斥力盘厚度/mm	1	1
吸合线圈盘半径/mm	17	16.793 4
吸合线圈盘匝数/匝	15	9
吸合线圈线径/mm	1	1.643 7
分断线圈盘半径/mm	17	19.544
分断线圈盘匝数/匝	15	21
分断线圈线径/mm	1	0.764

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Simulation and Optimization Design of Eddy Current Repulsion Mechanism with Double Coil for HVDC Relay

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[2]	于国飞, 袁仲林, 郑翔. 高压直流继电器触头间电动斥力分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 594(9): 13-17.