ZNⅡ-10型電容器投切真空開(kāi)關(guān)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、ZNⅡ-10型電容器投切真空開(kāi)關(guān)是專(zhuān)門(mén)為投切電容器組而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,其工作原理是通過(guò)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制真空滅弧室的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)投切電容器組,從而對(duì)10kV電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,滿足電網(wǎng)功率因數(shù)要求。ZNⅡ-10型電容器投切真空開(kāi)關(guān)屬于交流高壓開(kāi)關(guān)的范疇,設(shè)計(jì)過(guò)程中參考交流高壓斷路器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),但是由于其投切容性負(fù)載的特性、投切次數(shù)十分頻繁等惡劣工作環(huán)境,在一些主要技術(shù)參數(shù)的選擇上和開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)又上又有它自己的特點(diǎn)。ZNⅡ-10型電容器投切

2、真空開(kāi)關(guān)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)類(lèi)比、修正等方法,僅考慮平均合閘速度和平均分閘速度,對(duì)于整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程沒(méi)有進(jìn)行深入研究,并且其合閘彈跳時(shí)間為4ms超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2ms的要求,因此原產(chǎn)品的性能還有很大的提高空間。本論文從速度特性出發(fā),對(duì)ZNⅡ-10型電容器投切真空開(kāi)關(guān)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),一方面可以提高現(xiàn)有開(kāi)關(guān)的性能,另一方面為將來(lái)開(kāi)關(guān)改型尋求一條可借鑒的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
　　首先,應(yīng)用UGNX6軟件對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的速度特性進(jìn)行仿真

3、分析,檢驗(yàn)現(xiàn)有產(chǎn)品的速度特性。ZNⅡ-10型電容器投切真空開(kāi)關(guān)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)從未進(jìn)行過(guò)速度特性分析,經(jīng)綜合考慮,應(yīng)用UG軟件進(jìn)行速度分析是十分必要的。通過(guò)UG的仿真發(fā)現(xiàn)原產(chǎn)品的速度特性不合理,剛合速度及剛分速度數(shù)值偏大,并且在合閘及分閘過(guò)程中絕緣拉桿和凸輪輪廓間存在彈跳騰跳現(xiàn)象。
　　然后,對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)械參數(shù)進(jìn)行分析,如合閘速度、剛合速度、分閘速度、剛分速度、合閘彈跳時(shí)間、分閘彈振、自閉力等,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)做初始選定。然后,分別

4、對(duì)開(kāi)關(guān)分閘過(guò)程和合閘合閘過(guò)程的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,分析各零件參數(shù)和開(kāi)關(guān)速度特性的關(guān)系。綜合考慮上述分析,以實(shí)際合閘速度曲線和理想合閘速度曲線間的重合度作為優(yōu)化函數(shù),根據(jù)開(kāi)關(guān)機(jī)械參數(shù)要求選定合理的零件參數(shù)的取值范圍,應(yīng)用MATLAB軟件的優(yōu)化工具箱根據(jù)優(yōu)化函數(shù)和選取的零件參數(shù)范圍進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終得到與理想合閘速度曲線相近的實(shí)際合閘速度特性,同時(shí)各零件相關(guān)尺寸、參數(shù)、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也得以確認(rèn)。
　　最后,應(yīng)用UG和MATLAB對(duì)ZNⅡ