一种基于虚拟样机技术的断路器动作特性分析方法

摘要

本发明提供了一种基于虚拟样机技术的断路器动作特性分析方法，包括以下步骤：(1)建立评价断路器动作特性的速度指标体系、位移指标体系和力指标体系；(2)确定指标体系中各指标的特征值；(3)建立断路器的模型，对断路器工作过程进行运动学和动力学仿真，得出各特征值的仿真值；(4)根据仿真值矩阵与参考值矩阵计算出断路器动作特性的偏差矩阵。将该方法应用在断路器的设计阶段可以使设计者综合考虑多个动作特性，与现有技术中仅考虑合闸、分闸速度和合闸、分闸时间这几个动作特性相比，本发明所述的方法综合考虑了十个动作特性，能够指导设计者做出更加优化的设计，有效降低产品的开发风险，为全面提升产品性能奠定基础。

主权项

一种基于虚拟样机技术的断路器动作特性分析方法，包括以下步骤：(1)建立评价断路器动作特性的速度指标体系、位移指标体系和力指标体系；所述速度指标体系包括用于描述分断速度变化过程的第一速度指标、用于描述动触头角速度变化过程的第二速度指标、用于描述分断速度与动静触头分开角度的关系的第三速度指标和用于描述分断速度与开距的关系的第四速度指标；所述位移指标体系包括用于描述拉簧转动角度变化过程的第一位移指标、用于描述动静触头开距变化过程的第二位移指标、用于描述动触头超行程变化过程的第三位移指标和用于描述动触头转动角度变化过程的第四位移指标；所述力指标体系包括用于描述终压力变化过程的第一力指标和用于描述拉簧作用力变化过程的第二力指标；(2)确定速度指标体系、位移指标体系和力指标体系中各指标的特征值；第一速度指标的特征值为最大分断速度；第二速度指标的特征值为最大角速度；第三速度指标的特征值为不同分开角度下分断速度的平均值；第四速度指标的特征值为开距最大时的分断速度；第一位移指标的特征值为拉簧转动角度的变化范围；第二位移指标的特征值为开距的最大值；第三位移指标的特征值为超行程的最大值；第四位移指标的特征值为动触头转动角度的变化范围；第一力指标的特征值为最大终压力；第二力指标的特征值为最大拉簧作用力；(3)采用多体系统动力学理论建立断路器的模型，并应用断路器的模型对断路器工作过程进行运动学和动力学仿真，得出速度指标体系、位移指标体系和力指标体系中各指标的特征值的仿真值；将每个特征值的仿真值xi保存在一个矩阵中，该矩阵为：X＝(xi)10×1，i＝1，...，10；(4)根据矩阵X＝(xi)10×1，i＝1，...，10与参考值矩阵XC＝(xiL，xiH)10×2，i＝1，...，10，计算出断路器动作特性的偏差矩阵：ΔX＝(Δxi)10×1，i＝1，...，10； Δ x i = x i - x iL , x i < x iL 0 , x iL ≤ x i ≤ x iH x i - x iH , x i > x iH ; 其中Δxi越大表明与xi对应的动作特性越好，Δxi越小表明与xi对应的动作特性越差；Δxi为零，表明与xi对应的动作特性满足要求。