新型单稳态永磁操动机构的研究
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摘 要
现有单稳态永磁操动机构在分、合闸过程中，对永磁体反复充退磁，会造成的永磁体不可逆退磁，这会使永磁机构的稳定性大大降低。针对这一缺陷，本文提出了一种新型式的单稳态永磁操动机构，采用新型的可反复充、退磁的永磁材料，磁稳定性不受充、退磁次数的影响。改进了动铁心结构设计，把铁心导磁面积分为两个工作面，增加了静态吸力并减小了启动电流。应用有限元软件对新型单稳态永磁机构进行了静态磁场分析和动态特性仿真，给出了理论计算与实验结果对比，证明了计算结果的准确与可靠。
【关键词】永磁机构 单稳态 新型磁材
永磁操动机构结构简单、零部件少、可靠性高、操作寿命长、动作分散性小，非常适合配用真空断路器，目前已广泛的应用于中等电压等级的真空断路器上。按照永磁机构在分合闸位置的保持方式的不同，可分为双稳态和单稳态永磁机构。双稳态是指动铁芯在开断与关合行程的 2个位置，不需要任何能量或锁扣即可保持；单稳态是指永久磁能只处于合闸位置的保持，而分闸位置要靠分闸弹簧保持。对比这两种永磁操动机构，可知在合闸动作时动作特性较为相似，都是通过线圈产生的电磁力合闸，永磁磁力保持。而在分闸时动作特性存在较大差别，单稳态永磁机构的分闸速度特性跟弹簧操动机构比较相似，刚分点前加速，刚分点后减速。通过合理设计分闸及触头弹簧参数可获得理想的分闸速度曲线。双稳态永磁机构却存在刚分速度不足，分闸末端速度过快的缺点，并且双稳态永磁机构一次分合闸循环的能耗明显高于单稳态永磁机构，因此单稳态永磁操动机构更适合于与真空断路器配合。
现有单稳态永磁操动机构使用的是钕铁硼永磁材料，这种材料往往是事先充磁然后再装配到机构上使用。而单稳态永磁操动机构在分闸过程中需要对永磁体去磁以合闸减小保持力完成分闸，由于多次分合闸操作极易造成永磁体的退磁，这一问题始终困扰着设计人员。本文应用了一种可反复充退磁的新型永磁材料来替代钕铁硼，设计了新的磁路结构。并对样机进行了模拟仿真和试验测试，给出了仿真和试验结果。
1 结构与原理
1.1 结构设计
永磁操动机构之所以比弹簧机构可靠主要是由于永磁机构的零部件少故障率低。新型单稳态永磁...
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