陈晋生, 迟长春

(上海电机学院 电气学院, 上海 201306)

电动斥力由动静触头间的霍尔姆力和回路中的电动斥力两部分组成。在额定的工作电流条件下,电动斥力很小,不会对电器工作造成影响。但是当出现冲击电流时,由于电流过大,电流密度增大,空间的磁感应强度会随之增大,电动斥力和电流的平方成正比例关系。故此时的电动斥力也会随之增大,它可能会造成接触系统的误断,导致直流接触器工作故障,且有可能对回路造成严重的后果。

通过查找直流接触器相关文献发现,大部分主要研究了直流接触器机构动作特性,而对直流接触器触头系统的电动斥力[1-2]的研究较少。目前,基于有限元分析软件和其他多种仿真软件相结合的仿真设计已成为电气设计和开发过程中的重要手段。故本文基于Ansoft Maxwell有限元分析软件,分别对直流接触器触头间的霍尔姆力和洛伦兹力进行仿真。仿真结果表明,在一定的误差范围内可利用Ansoft Maxwell软件对直流接触器触头系统电动斥力进行仿真计算,优化了触头系统的结构;在动触板上通过增加去磁块对直流接触器的电动斥力进行优化。

1 直流接触器触头系统电动斥力数学模型

1.1 动静触头间的霍尔姆力

霍尔姆力是电流通过动静触头的接触面而产生的,假设接触表面的导电斑点全都集中在一起,形成一个大的导电斑点,采用一个圆柱导电桥模型模拟导电斑点,从而建立触头系统的模型[3-8]。

令导电桥的直径为b,动触头的截面直径为B。……