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1、上海交通大学硕士学位论文小型断路器分断过程的动力性能研究姓名：潘锋申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：邹慧君;李广利20071201申请上海交通大学工程硕士学位论文摘要摘要小型断路器在家用及类似场所中的应用非常广泛，其对电路设备和人身安全的保护起着关键的作用。短路分断是小型断路器最重要的功能，其分断过程十分复杂，涉及电、磁、机、热等多个领域，因此，如何对其进行分析和研究是个重要的课题。本文以小型断路器机构的动力性能作为主要研究对象，结合分断过程中的电磁力计算，研究各个因素对分断性能的影响，具体分以下几部分展开分析和研究：一、首先综述了小型断路器
2、的发展历史、国内外研究概况及发展趋势，接着分析了小型断路器的结构和功能，并针对其短路分断功能，详细分析了分断的过程和限流原理。二、在此基础上，建立了小型断路器的三维虚拟模型，并运用电磁有限元分析软件FLUX计算在不同电流和位置下磁脱扣器的电磁力和动静触头间的电动斥力。接着，将FLUX的电磁场计算结果输入到多体动力学软件ADAMS中，使电磁力变化与电流、机构运动联系起来，实现FLUX与ADAMS的联合仿真，完成了小型断路器分断过程的动力学仿真，并定量地研究了磁铁心、分断弹簧、动触头转动惯量、电动斥力、合闸相角等因素对机构动力性能的影响和变化规律。三、最
3、后进行短路分断试验来验证该仿真方法的正确性，通过比较短路试验的波形图和仿真结果，发现仿真的机构动作时间与短路试验波形图中电弧电压的变化相吻合，证明该仿真方法是正确、可行的，其对于提高小型断路器的分断性能有重要作用。关键词：小型断路器有限元分析FLUX多体动力学ADAMS分断申请上海交通大学工程硕士学位论文摘要ABSTRACTMiniaturecircuitbreaker(MCB)isusedwidelyinhouseholdandsimilarplace,anditplaysakeyroleforsafetyofelectricalequipment
4、andpeople.Breakingshort-circuitcurrentisthemostimportantfunctionofMCB,andthebreakingprocessisverycomplicatedprocess,involvingelectrics,magnetic,mechanics,thermal,andotherfields,sohowtoanalysisandresearchbreakingofMCBisanimportanttopic.Thispaperfocusedondynamicperformanceofmecha
5、nisminMCBandintegratedcalculationofmagneticforceinbreakingtoresearchtheeffectofseveralfactors,thedetailedresearchcarriedoutasbelow:1.Introducedthehistory,domesticandinternationalresearchoverviewanddevelopmenttrendsofMCB,andanalyzeitsstructureandfunctions.Aimingatthebreakingfunc
6、tion,performedadetailedanalysisofthebreakingprocessandcurrent-limitingprinciple.2.Onthisbasis,establishedthe3DvirtualmodelofMCB,andadoptingFLUX,whichisafiniteelementanalysissoftwareforelectromagnetic,tocalculatetheelectricmagneticforceofmagneticreleasedeviceandelectricrepulsion
7、forceofcontactsystemunderdifferentcurrentandlocations.Then,inputtheresultsofFLUXtothemulti-bodydynamicsimulationsoftware申请上海交通大学工程硕士学位论文摘要ADAMS,setupalinkbetweenelectromagneticforceandcurrent,movementofmechanism,realizedthejointsimulationofFLUXandADAMS,accomplishedthedynamicsim
8、ulationofMCB’sbreakingprocess,andstudiedquantitatively
