低压断路器的建模仿真技术电子书

前言

目录

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 低压断路器的建模仿真技术发展概况

第2章 低压断路器操作机构动态特性的仿真与优化设计

2.1 低压塑壳断路器操作机构的仿真建模

2.1.1 低压塑壳断路器操作机构简介

2.1.2 操作机构仿真模型的建立

2.2 单断点塑壳断路器操作机构的仿真分析

2.2.1 单断点塑壳断路器操作机构动态特性的仿真

2.2.2 ADAMS软件中触头参数的测量方法

2.3 计及电动斥力效应的断路器分断过程仿真分析

2.3.1 分断短路电流的实验研究

2.3.2 对动触头所受电动斥力的分析

2.3.3 计及电动斥力效应的断路器分断过程仿真分析

2.4 低压塑壳断路器操作机构的优化设计

2.4.1 影响断路器分断速度的主要因素

2.4.2 以关键轴的位置作为设计变量的操作机构优化设计

2.5 旋转双断点塑壳断路器操作机构的仿真与优化设计

2.5.1 影响断路器机构运动速度的主要因素

2.5.2 旋转双断点塑壳断路器触头卡住机构的研究分析

2.6 框架断路器操作机构的仿真与优化设计

2.6.1 框架断路器的操作机构

2.6.2 操作机构仿真模型的建立

2.6.3 ADAMS软件中的仿真结果

2.6.4 操作机构的优化设计

2.7 ADAMS软件的二次开发技术

2.7.1 用户界面的开发

2.7.2 依靠接口程序的二次开发

本章参考文献

第3章 低压断路器操作机构应力分析与疲劳寿命评估

3.1 框架断路器操作机构应力应变的仿真分析

3.1.1 动态应力应变的计算方法

3.1.2 虚拟样机模型的建立

3.1.3 刚-柔耦合混合动力学模型的建立

3.1.4 上连杆应力应变分析

3.2 框架断路器操作机构主要构件疲劳寿命的评估

3.2.1 低压断路器操作机构疲劳寿命的评估方法

3.2.2 打击杆的寿命分析

3.2.3 轴销的寿命分析

3.3 框架断路器操作机构主要构件结构的优化设计及试验

3.3.1 打击杆的结构优化

3.3.2 轴销的结构优化

3.3.3 疲劳寿命的试验

本章参考文献

第4章 电磁脱扣器保护特性的计算

4.1 概述

4.2 拍合式电磁脱扣器保护特性的仿真与分析

4.2.1 脱扣器静态特性的计算

4.2.2 脱扣器保护特性的计算

4.2.3 拍合式磁脱扣器保护特性的分析

4.3 螺管式磁脱扣器保护特性的仿真与分析

4.3.1 螺管电磁铁从磁场仿真到等值磁路的建立

4.3.2 静态特性的磁路计算方法

4.3.3 动态特性的计算

4.4 高速直流断路器用磁脱扣器调节特性的分析

4.4.1 高速直流断路器用磁脱扣器的工作原理

4.4.2 高速直流断路器用磁脱扣器的静态特性与动态特性

4.4.3 高速直流断路器用磁脱扣器的调节特性分析

4.5 电磁脱扣器的优化设计

4.5.1 脱扣器几何参数的优化设计

4.5.2 反力弹簧参数的优化设计

4.5.3 小规格拍合式脱扣器的改进设计

4.5.4 电磁脱扣器系列化设计

4.5.5 带永久磁铁脱扣器抑制电流极性影响的方法

本章参考文献

第5章 低压断路器热分析与热脱扣器保护特性的计算

5.1 热分析的有限元法和热网络法

5.1.1 用有限元法计算断路器的温度场

5.1.2 热网络法

5.2 热源的计算

5.2.1 触头接触电阻

5.2.2 接线端接触电阻

5.3 导热系数和散热系数的确定

5.3.1 导热系数

5.3.2 散热系数

5.4 连接导线的处理

5.5 基于三维有限元法的断路器热分析

5.5.1 小规格断路器的热分析

5.5.2 大规格断路器的热分析

5.6 热脱扣器保护特性的等效热路计算方法

5.6.1 热脱扣器等效热路的建立

5.6.2 热路参数的计算

5.6.3 热脱扣器保护特性的等效热路的求解与实验对比

5.7 基于电磁热流耦合有限元法的低压配电柜热分析

5.7.1 电磁热流耦合的分析方法

5.7.2 低压配电柜温升特性的仿真及实验研究

5.7.3 强迫对流对低压配电柜温升特性的影响

本章参考文献

第6章 吹弧磁场、电动斥力及气动斥力仿真与分析

6.1 概述

6.2 吹弧磁场的分析

6.2.1 计算方法与步骤

6.2.2 4种不同结构的触头灭弧系统的吹弧磁场的分析

6.3 电动斥力的分析

6.3.1 计算方法与步骤

6.3.2 两种U形静触头导电回路的电动斥力与吹弧磁场对比的分析

6.4 塑壳断路器中的电动斥力

6.4.1 计算模型

6.4.2 计算结果及分析

6.4.3 实验方法及结果分析

6.4.4 塑壳断路器触头斥开时间与触头压力的确定

6.5 气动斥力的研究

6.5.1 实验模型及方法

6.5.2 预期短路电流和触头间距对气动斥力的影响

6.5.3 产气材料对气动斥力的影响

6.5.4 出气口大小对气动斥力的影响

本章参考文献

第7章 短时耐受电流的计算

7.1 概述

7.2 框架断路器触头系统电动稳定性的分析

7.2.1 电动稳定性的计算模型

7.2.2 邻近效应对电流分布的影响

7.2.3 电动斥力的分布

7.2.4 考虑电动斥力对导电斑点面积的影响

7.2.5 侧偏力矩与滑动力矩

7.3 短时耐受电流过程热稳定性的分析

7.3.1 热稳定性的计算模型

7.3.2 热稳定性计算结果的空间分布

7.3.3 热稳定性计算结果的时间变化

7.3.4 短时耐受实验后触头烧蚀斑点形貌的分析

7.4 合闸相角和频率对电动稳定性的影响

7.4.1 合闸相角对电动稳定性的影响

7.4.2 频率对电动稳定性的影响

本章参考文献

第8章 低压断路器开断过程的仿真分析

8.1 概述

8.2 简单的尼迈亚电弧数学模型

8.3 微型断路器开断过程的仿真分析[23、24]

8.3.1 开断特性的仿真

8.3.2 不同开断条件下的样机限流特性的仿真和分析

8.4 SMCB开断过程的仿真方法

8.4.1 数学模型

8.4.2 计算方法

8.4.3 额定电流35A的SMCB开断过程仿真及实验结果

8.5 磁流体动力学电弧数学模型

8.5.1 弧柱区物理过程及其控制方程

8.5.2 代表性断路器电弧模型

8.5.3 电弧等离子体的基本物性参数

8.5.4 灭弧室结构参数对空气介质开关电弧特性的影响

8.5.5 产气材料和金属蒸汽对空气介质开关电弧特性的影响

8.6 基于磁流体动力学电弧模型的低压断路器开断特性的仿真与分析[29、30]

8.6.1 MCCB的仿真分析

8.6.2 MCB的仿真分析

本章参考文献