小型断路器螺管式电磁系统的理论分析与计算

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.06.013

电器与能效管理技术 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (6): 69-74.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.06.013

小型断路器螺管式电磁系统的理论分析与计算

魏波, 赵质胜, 任昌宾, 赵明, 翟子夜, 李海丽

浙江天正智能电器有限公司, 浙江嘉兴 314000

收稿日期:2021-12-13 出版日期:2022-06-30 发布日期:2022-07-21
作者简介:魏波(1985—),男,工程师,主要从事低压断路器产品的设计工作。|赵质胜(1983—),男,工程师,主要从事低压断路器产品设计工作。|任昌宾(1985—),男,高级工程师,主要从事低压断路器产品设计工作。

Theoretical Analysis and Calculation of Solenoid Electromagnetic System for Miniature Circuit Breaker

WEI Bo, ZHAO Zhisheng, REN Changbin, ZHAO Ming, ZHAI Ziye, LI Haili

Zhejiang Tianzheng Smart Electrics Co.,Ltd.,Jiaxing 314000,China

Received:2021-12-13 Online:2022-06-30 Published:2022-07-21

摘要/Abstract

摘要：

围绕电磁吸力展开对小型断路器(MCB)螺管式电磁系统进行整体分析。从磁路分析着手,推导得到直流、交流螺管式电磁系统的吸力公式。利用交流电磁系统的吸力特性进一步分析和推导出电磁吸力的瞬时值、最大值和平均值;利用吸力公式分别对直流、交流MCB的电磁系统进行实际应用计算,为设计反力弹簧提供数据支撑。最后,定量分析直流、交流MCB通用性的问题,给出反力弹簧调整方法。

关键词: 小型断路器, 螺管式电磁系统, 磁路分析, 直流电磁系统, 交流电磁系统

Abstract:

The overall analysis of the miniature circuit breaker(MCB) solenoid electromagnetic system is carried out based on the electromagnetic suction force.Starting from the analysis of the magnetic circuit,the suction formula of the DC solenoid electromagnetic system and the AC solenoid electromagnetic system are derived.The instantaneous value,maximum value and average value of the electromagnetic suction force are further analyzed and deduced by using the suction characteristics of the AC electromagnetic system.The electromagnetic system of DC and AC MCB is calculated in practice by using the suction formula,which provides the data support for the design of reaction springs.Finally,quantitatively analyzing the universality of DC and AC MCB,the adjustment method of the reaction force spring is given.

Key words: miniature circuit breaker (MCB), solenoid electromagnetic system, magnetic circuit analysis, DC electromagnetic system, AC electromagnetic system

中图分类号:

TM561

魏波, 赵质胜, 任昌宾, 赵明, 翟子夜, 李海丽. 小型断路器螺管式电磁系统的理论分析与计算[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(6): 69-74.

WEI Bo, ZHAO Zhisheng, REN Changbin, ZHAO Ming, ZHAI Ziye, LI Haili. Theoretical Analysis and Calculation of Solenoid Electromagnetic System for Miniature Circuit Breaker[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2022, 0(6): 69-74.

图/表 5

图1

图2

表1

表2

图3

参考文献 10

[1]	连理枝. 低压断路器设计与制造[M]. 北京: 中国电力出版社, 2003.
[2]	周勇, 叶智丽. 小型断路器电磁脱扣系统设计[J]. 低压电器, 2012(2):20-21.
[3]	李子琦. 小型断路器电磁系统的分析研究[J]. 电器与能效管理技术, 2017(8):25-28.
[4]	电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分:用于交流的断路器:GB/T 10963.1—2020[S].
[5]	家用及类似场所用过电流保护断路器第3部分:用于直流的断路器:GB/T 10963.3—2016[S].
[6]	梁慧敏, 朱旭晴, 张坤, 等. 直动式电磁机构电磁吸力与线圈安匝数关系研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021(1):22-35.
[7]	王东, 吴新振, 马伟明, 等. 非正弦供电十五相感应电机气隙磁势分析[J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(15):88-94.
[8]	刘正刚. 塑壳断路器螺管式电磁系统的设计[J]. 低压电器, 2011(18):16-20.
[9]	尹天文, 何瑞华. 低压电器技术手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 2014.
[10]	唐建, 朱忠建, 韩伟, 等. 直流螺管式电磁铁优化仿真设计[J]. 电器与能效管理技术, 2019(22):36-39.

额定电流/ A	线圈匝数/ 匝	动铁心半径/ mm	动、静铁心气隙/ mm	瞬动校验电流倍数	电磁吸力理论值/ N	反力弹簧力值/N
2	46	3.4	3.1	6.5	0.848	0.88
4	23.5	3.4	3.1	6.5	0.886	0.88
6	20	3.4	3.1	6.5	1.443	1.50
10	9	3.4	3.1	6.5	0.812	0.88
16	7	3.4	3.1	6.5	1.257	1.24
20	5	3.4	3.1	6.5	1.002	1.24
25	4	3.4	3.1	6.5	1.002	1.24
32	4	3.4	3.1	6.5	1.642	1.50
40	4	3.4	3.1	6.5	2.566	2.30
50	3	3.4	3.1	6.5	2.255	2.30
63	2	3.4	3.1	6.5	1.591	1.50
80	2	3.4	3.1	6.5	2.566	2.30

额定电流/ A	线圈匝数/ 匝	动铁心半径/ mm	动、静铁心气隙/ mm	瞬动校验电流倍数	电磁吸力理论平均值/N	反力弹簧力值/ N	电磁吸力理论最大值/N
6	20	3.4	3.1	7.5	1.921	2.30	3.843
10	9	3.4	3.1	7.5	1.081	1.50	2.162
16	7	3.4	3.1	7.5	1.674	1.96	3.347
20	5	3.4	3.1	7.5	1.334	1.50	2.669
25	4	3.4	3.1	7.5	1.334	1.50	2.669
32	4	3.4	3.1	7.5	2.186	2.30	4.372
40	4	3.4	3.1	7.5	3.416	3.30	6.832
50	3	3.4	3.1	7.5	3.002	3.30	6.004
63	2	3.4	3.1	7.5	2.118	2.30	4.237
80	2	3.4	3.1	7.5	3.416	4.50	6.832

[1]	潘庆元. 小型断路器双金属片热弯曲特性的实验仿真[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(2): 46-52.
[2]	何志鹏, 赵虎. 小型断路器电寿命试验研究[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(1): 19-26.
[3]	胡金利. 小型断路器磁脱扣优化仿真分析及实验研究[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(1): 51-56.
[4]	黄佳, 任昌宾, 张彦阳. 小型断路器接线端子温升研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(8): 40-42.
[5]	杨文强, 张保亮, 张蓬鹤, 袁学兵, 赵虎. 数字化精密测量技术及小型断路器分断性能提升研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(8): 6-10.
[6]	黄彬, 张宇星, 刘诚. 功率因数和合闸相角对小型断路器短路试验的影响[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(6): 58-62.
[7]	胡金利. 基于双金属片精细建模的小型断路器热脱扣仿真及实验研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(4): 34-39.
[8]	赵杰, 周智鹏, 楚肖风. 智能小型断路器典型小负载电气特性分析[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(2): 45-47.
[9]	廉世军, 武建文, 张路明, 王苏华, 刘科新. 适配MCB实现IoT功能的装置设计与实现[J]. 电器与能效管理技术, 2021, 0(1): 49-53.
[10]	杨文强, 张蓬鹤, 张保亮. 小型断路器温升预测与仿真分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(6): 25-29.
[11]	沈先, 王冰青. 小型断路器机构脱扣速度的优化设计[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(6): 36-40.
[12]	胡金利, 卢为民, 姜义非. 小型断路器双金属片温升仿真研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 0(12): 60-66.

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Theoretical Analysis and Calculation of Solenoid Electromagnetic System for Miniature Circuit Breaker

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