摘 要 使用創(chuàng)新的多體動力學仿真軟件包ADAMS VS1真空斷路器執(zhí)行機構動力學模型，并對該模型的有效性進行了驗證。在上述兩個模型的基礎上，打破過程模擬，研究不同的斷裂條件的電路斷路器的機械性能。驗證結果表明，該仿真可在一定程度上顯示電路斷路器的操作規(guī)律。

關鍵詞 電動力效應 高壓斷路器 動力學特性 仿真分析

中圖分類號： TM85 文獻標識碼：A

1 引言

斷路器的動力學研究，以前的方案是：利用斷路器運動部件運動學方程和動力學方程，適當?shù)臄?shù)值方法求解方程；視覺模擬運動部件的運動過程。用這種方法進行簡單的運動控制系統(tǒng)是有效的，尤其是在低壓電器運動學特征的研究，已成功地應用。但對于復雜的機械系統(tǒng)，如高電壓斷路器的操作機構，許多由于組件約束關系的各種組件之間的動力學方程的復雜性，這一方案似乎是不夠的，這需要尋求其他的解決方案。多體動力學仿真軟件的出現(xiàn)提供了良好的手段來解決這個問題。 ADAMS軟件包是使用最廣泛的機械系統(tǒng)仿真分析的全球軟件之一。它可以很容易地創(chuàng)建參數(shù)化實體模型，進行多體系統(tǒng)動力學理論計算，以解決運動方程的多體系統(tǒng)動力學方程的問題。相對于傳統(tǒng)的模擬方法的ADAMS仿真，避免了繁瑣的建立方程和方程組求解工作，使用戶能夠集中關注問題，極大地提高了仿真效率。

基于多體系統(tǒng)動力學的原理，利用ADAMS軟件封裝VS1真空斷路器執(zhí)行機構動力學模型，并測試了該模型的有效性。同時，我們還建立了真空斷路器供電的計算模式?；趦蓚€模型，模擬斷路器的短路分斷過程，打破電力斷路器的機械性能，使用測試方法的模擬結果進行驗證，為最優(yōu)化的設計提供了必要的理論基礎。

2 VS1真空斷路器的動力學模型和驗證

觀察ADAMS的VS1型真空斷路器的動力學模型。該模型顯示了運動學方程和動力學方程。 ADAMS軟件解決這些軟件包的內在動力方程的模擬。為了確定是否符合實際情況，可使用高精度的導電塑料，用 ADAMS軟件測試相關參數(shù)的仿真模型。在所測量的模擬曲線中，對開口進行比較?？梢钥闯?，輸出曲線與實際原型吻合良好。還有其他的機械參數(shù)的仿真模型的測試，這些測試的結果證明了仿真模型的正確性和有效性。本文設計了一個實驗，測試VS1真空斷路器的有效性和準確性。測試電流8.9kA，11.1kA，20kA的，22.2kA，31.1kA（均為峰值）。在測試過程中，使用傳感器監(jiān)測斷路器的機械性能，通過分析平均柵極速度，建立斷路器，測試條件模擬。顯示出了實驗和模擬的比較結果?？梢姡M結果與實驗結果吻合得很好，平均最大相對誤差小于5%，最高速度相對誤差不超過10%。在本文中，我們認為，電力斷路器動力學模擬的效果是有效的。

3 考慮電動力效應的斷路器動力學特性仿真

開關電器中的電動力直接影響著電器的工作性能。當發(fā)生短路故障時，斷路器要迅速開斷短路電流，在此過程中，動靜觸頭之間產(chǎn)生很大的電動力，這個力必然會影響斷路器的機械特性，尤其是分合閘速度。

考慮到各相導體之間的電動力對于分合閘速度的影響并不大，故本文僅分析動觸頭所受到的電動力。動觸頭所受到的電動力由兩部分組成，一部分是由于電流在磁場作用下產(chǎn)生的洛侖茲力（Lorntz-force）FL，另一部分是 由于觸頭接觸處電流線收縮產(chǎn)生的霍爾姆力（Holm-force）FH。

4結論

（1）創(chuàng)新的多體動力學仿真包ADAMS真空斷路器動力學研究證明是可行的和有效的。（2）驗證結果表明：模擬能更好地反映真實情況，同樣是有效的。

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