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基于机-电-磁-流整体耦合的油阻尼断路器保护特性的容差设计

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现代电子技术 2024年第12期47卷 122-128页

作者：乔延华苏秀苹李建娜天津天狮学院信息科学与工程学院天津301700 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

油阻尼断路器的主要特点是在电路发生短路、过载等情况时能够自动脱扣,断开电路,从而保护人员和设备的安全,常用于变电站等场所。文章在以往对油阻尼断路器油阻尼力、电磁铁静态特性、操作机构性能等研究的基础上,构建一个基于机-电-磁... 详细信息

油阻尼断路器的主要特点是在电路发生短路、过载等情况时能够自动脱扣,断开电路,从而保护人员和设备的安全,常用于变电站等场所。文章在以往对油阻尼断路器油阻尼力、电磁铁静态特性、操作机构性能等研究的基础上,构建一个基于机-电-磁-流多体多自由度多场耦合的一体化虚拟样机整体耦合模型;接着对该整体耦合模型的保护特性进行了仿真与分析,通过仿真得到了不同电流倍数下动触头的分断特性,并通过实验验证了整体耦合模型和仿真结果的正确性;最后,为减小产品保护特性的分散程度,提高油阻尼断路器的稳定性,文中结合稳健容差设计技术,选取不同电流倍数下触头的断开时间作为目标函数,以极靴半径、细铁芯半径、粗铁芯半径、粗铁芯高度作为关键设计参数,通过正交试验和贡献率分析法对目标函数进行容差分配,使得触头断开时间的分散度比原来减少39.165%。研究成果将会对电器产品的研发提供理论指导。

关键词：油阻尼断路器保护特性容差设计多场耦合正交试验贡献率

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三相磁保持继电器短路电动力不一致性分析

机械设计与制造 2023年第6期388卷 84-88页

作者：苏秀苹金尧李文华省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300132 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学) 天津300132

针对三相磁保持继电器各相电动力不一致的问题,进行了相间磁场影响下的短路电动力研究。建立了三相触头系统电磁仿真模型,通过计算单相短路与三相短路工况下的电动力,得到了电动力的数值变化规律,分析了导电杆距与等效力臂长度对电动斥... 详细信息

针对三相磁保持继电器各相电动力不一致的问题,进行了相间磁场影响下的短路电动力研究。建立了三相触头系统电磁仿真模型,通过计算单相短路与三相短路工况下的电动力,得到了电动力的数值变化规律,分析了导电杆距与等效力臂长度对电动斥力峰值的影响,并设计了三相电动力仿真计算App。结果表明,相间磁场主要对回路力的数值产生影响,对Holm力影响极小;在三相短路工况下,B相所受的电动斥力峰值最大;减小相间距与增大等效力臂长度均有益于减小电动斥力。该研究可为三相触头系统优化设计提供参考。

关键词：三相磁保持继电器电动力不一致性仿真计算App

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小型直流电磁继电器温度场仿真分析

电工技术学报 2011年第8期26卷 185-189页

作者：苏秀苹陆俭国刘帼巾常伟河北工业大学电器研究所天津300130

利用ANSYS软件建立了小型直流电磁继电器热电耦合分析模型。热源包括电磁线圈与触头回路,其中触头接触处按接触电阻相等的原则等效为小圆柱体,触头引出脚处外接导线的发热及散热按热通量相等进行当量折合,导电部件均考虑了电阻率随温升... 详细信息

利用ANSYS软件建立了小型直流电磁继电器热电耦合分析模型。热源包括电磁线圈与触头回路,其中触头接触处按接触电阻相等的原则等效为小圆柱体,触头引出脚处外接导线的发热及散热按热通量相等进行当量折合,导电部件均考虑了电阻率随温升的变化。散热分析中计入了热传导、对流及辐射的影响,并考虑导热系数及对流传热系数随温度的变化。运用所建模型,对直流继电器带外壳和不带外壳时,在不同线圈电压下进行稳态热分析,得到了继电器各部分的温度场。根据有限元计算结果计算了各种情况下的线圈平均温升,并与实验数据进行了比较,结果表明两者能较好吻合。

关键词：直流继电器温度场有限元分析热电耦合线圈平均温升

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异形转轴机械特性测试孔的机器视觉定位方法

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第5期26卷 806-811页

作者：刘发英苏秀苹杨振宇河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130 山东理工大学电气与电子工程学院淄博255049 中国农业大学工学院北京100083

针对智能塑壳断路器的异形主转轴机械特性测试孔难于定位加工的问题,提出一种基于机器视觉技术的平面三点圆心定位方法.对采集的图像进行概率面积直方图分析后,采用中值滤波、灰度拉伸和线性变换算法对图像进行预处理;然后使用圆模板匹... 详细信息

针对智能塑壳断路器的异形主转轴机械特性测试孔难于定位加工的问题,提出一种基于机器视觉技术的平面三点圆心定位方法.对采集的图像进行概率面积直方图分析后,采用中值滤波、灰度拉伸和线性变换算法对图像进行预处理;然后使用圆模板匹配算法识别目标区域;最后使用开运算算法消除目标区域的毛刺和区域间小点后,采用改进Harris角点检测算法提取图像的兴趣点,对其经过分类和换算后确定钻孔位置坐标.对20个测试孔的定位加工结果显示,85%的孔同轴度在IT11的等级范围之内,90%的孔直线度在IT12等级范围之内,满足智能塑壳断路器主转轴机械特性测试孔定位精度要求.

关键词：异形轴机器视觉圆心定位目标识别特征提取

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油阻尼断路器触头系统电动斥力仿真及优化

系统仿真学报 2018年第6期30卷 2175-2181,2189页

作者：乔延华苏秀苹董天颖河北工业大学电器研究所天津300130 天津天狮学院信息与自动化学院天津301700

在ANSYS中建立了油阻尼断路器触头系统的三维有限元模型,对其触头间的霍尔姆力和导体臂之间的洛伦兹力进行了仿真分析,得到其电流密度分布,磁感应强度分布,触头和触头臂的受力情况。通过理论值与仿真结果的对比验证了利用ANSYS求解电动... 详细信息

在ANSYS中建立了油阻尼断路器触头系统的三维有限元模型,对其触头间的霍尔姆力和导体臂之间的洛伦兹力进行了仿真分析,得到其电流密度分布,磁感应强度分布,触头和触头臂的受力情况。通过理论值与仿真结果的对比验证了利用ANSYS求解电动斥力的可行性,并分析了影响霍尔姆力的主要因素,得到了霍尔姆力随表面接触系数、接触压力和材料硬度变化的规律。利用ANSYS对触头系统的结构进行了优化,可以在短路条件下得到更大的电动斥力,辅助油阻尼断路器的机构进行分断。

关键词：油阻尼断路器电-磁耦合霍尔姆力洛伦兹力优化设计

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磁保持继电器屏蔽罩的研究与优化设计

电波科学学报 2019年第2期34卷 231-238页

作者：苏秀苹陈琳肖申军河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130 浙江力辉电器有限公司温州325608

对磁保持继电器屏蔽罩的分析与研究可以满足使用者对其空间抗干扰能力的要求,以某型号单相磁保持继电器为基础,运用有限元分析软件ANSYS建立了磁保持继电器电磁系统模型,仿真计算出静磁场干扰源对电磁系统的影响并设计出一种电磁屏蔽罩... 详细信息

对磁保持继电器屏蔽罩的分析与研究可以满足使用者对其空间抗干扰能力的要求,以某型号单相磁保持继电器为基础,运用有限元分析软件ANSYS建立了磁保持继电器电磁系统模型,仿真计算出静磁场干扰源对电磁系统的影响并设计出一种电磁屏蔽罩,使其具有良好的抗干扰能力.研究屏蔽罩上开槽对抗干扰能力的影响,在不降低其防护效果的前提下减轻重量,得到屏蔽罩开槽的优化方案,为其优化设计提供一定的参考依据.

关键词：磁保持继电器电磁干扰屏蔽罩 ANSYS

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智能交流接触器电磁系统结构设计与优化

电机与控制学报 2020年第5期24卷 43-50页

作者：苏秀苹田海波穆思叶河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北省送变电有限公司河北石家庄050000

针对接触器吸合时动静铁心碰撞以及动静触头的振动会降低接触器的机械寿命和电寿命的问题,从接触器电磁系统的结构型式考虑,采用正交试验的方法来优化电磁系统的结构。首先,利用电磁场仿真软件建立电磁系统的模型。然后,通过正交试验的... 详细信息

针对接触器吸合时动静铁心碰撞以及动静触头的振动会降低接触器的机械寿命和电寿命的问题,从接触器电磁系统的结构型式考虑,采用正交试验的方法来优化电磁系统的结构。首先,利用电磁场仿真软件建立电磁系统的模型。然后,通过正交试验的方法,研究动静铁心的不同部位尺寸对动静触头闭合速度、动静铁心闭合速度、动铁心动能的影响,并对仿真的结果进行极差分析和追加试验。最后,通过优化减轻了触头的振动,减小了动静铁心的吸合速度和动静铁心吸合时动铁心能量,提高了接触器的机械寿命和电寿命,为交流接触器电磁系统的优化提供了可靠的方法。

关键词：正交试验电磁系统结构参数有限元分析优化设计

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油阻尼断路器整体耦合模型特性分析及优化

高压电器 2018年第10期54卷 227-233页

作者：乔延华苏秀苹侯立杰河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130 天津天狮学院信息与自动化学院天津301700

改进了以往采用分离模型研究油阻尼断路器的方法,建立了油阻尼断路器的机—电—磁—流整体耦合模型,利用ADAMS分析了油阻尼断路器在不同电流条件下的动态特性,并通过实验验证了仿真模型的有效性。在此基础上以增大油阻尼断路器平均分断... 详细信息

改进了以往采用分离模型研究油阻尼断路器的方法,建立了油阻尼断路器的机—电—磁—流整体耦合模型,利用ADAMS分析了油阻尼断路器在不同电流条件下的动态特性,并通过实验验证了仿真模型的有效性。在此基础上以增大油阻尼断路器平均分断速度为目标,对模型进行参数化建模,对静触头的X、Y坐标,动触头臂处的扭簧刚度和初始力4个变量进行设计分析,得到每个变量单独变化时的断路器平均分断速度以及每个变量对分断速度的敏感度,然后利用优化分析功能对断路器分断速度影响较大的3个变量进行优化,计算3个变量在取值范围内不同数值时的分断速度,最后得到能达到的最大分断速度以及此时的变量值,从而提高了断路器的分断平均速度,优化了机构的分断能力。

关键词：油阻尼断路器整体耦合模型动态特性分断速度优化设计

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交流接触器动态响应不确定性的评价方法

中国电机工程学报 2013年第33期33卷 130-138,16页

作者：杨怡君苏秀苹岳大为李胜利河北省电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室(河北工业大学) 河北省天津市300130

通过实验发现交流接触器动态响应过程中存在不确定性,如同一试品的三相触头表现不一致、同样实验条件下试品的同一触头表现不一致、不同试品在同一合闸相角下触头表现不一致等。该文主要探讨了触头闭合时动态响应的不确定性评价方法。... 详细信息

通过实验发现交流接触器动态响应过程中存在不确定性,如同一试品的三相触头表现不一致、同样实验条件下试品的同一触头表现不一致、不同试品在同一合闸相角下触头表现不一致等。该文主要探讨了触头闭合时动态响应的不确定性评价方法。通过对9台CJ20-25型交流接触器进行试验,并对测量的21个动态响应参数进行二级模糊综合评价,从而将其综合为一个指标,最后提出将动态响应的变异系数funcert作为衡量不确定性的唯一指标。经过实验验证,结果表明该指标可有效反映产品的不确定性程度,比图示法更为直观,操作更为方便。所提的评价方法也适用于其他同类产品动态过程的不确定研究。

关键词：交流接触器动态响应不确定性模糊综合评判评价指标