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接触器作为一种重要的控制元件,现如今在电网和发电厂得到了广泛应用。接触器一般主要可分为真空式和空气式两种,随着人们对接触器的使用不断增多,真空式接触器相对于空气式接触器的的优越性越发明显。早期由于条件所限,传统的设计方法多以对产品的反复试验来达到优化和改进产品的目的,少有理论和数据支撑。因此研发成本高、时间长,很多时候还达不到预期的效果。本文通过理论分析计算、有限元仿真分析、优化理论和试验验证,对电磁机构的研究和优化具有重要的指导意义。本文以VCH-400/12kV型真空接触器为模型,对真空接触器的电磁机构进行了深入的研究,其主要包括以下内容: 1、通过真空灭弧室给定技术参数,经理论计算出电磁机构中电磁铁芯、激磁线圈、分闸弹簧、触头弹簧各零部件技术和结构参数。利用Solidworks分别对真空接触器电磁机构进行二维和三维建模,通过无缝链接,将所建模型导入Comsol有限元软件。然后对其进行磁场分析,得到不同间隙、安匝数、激磁电流下的电磁吸力、反力特性曲线和磁场分布云图。 2、利用Maxwell3D瞬态求解器对真空接触器电磁机构进行三维动态仿真分析,分别得到在不同合闸相角下,激磁电流、衔铁位移和速度与时间关系。运用正交试验法,通过以电磁铁芯半径、激磁电流、合闸线圈匝数、分闸弹簧刚度系数、触头弹簧刚度系数、分闸弹簧预压力、触头弹簧预压力这七个主要变量为因素,建立正交试验表,以合、分闸速度为目标,通过运用极差分析法,寻求最优参数组合,作为真空接触器试制样机数据。 3、通过上述已有的技术参数和数据试制了真空接触器样机,对样机分别进机械特性测试、机械寿命磨合、双线圈控制电磁铁温升试验,通过试验数据与技术参数比较,验证样机的稳定性。