塑殼式低壓斷路器設計

機械論文編號:JX080  有proE三維圖  字數:29688.頁數:67   

目  錄
摘  要 
Abstract    II
第一章  緒論  1
1.1 斷路器綜述   1
1.1.1 斷路器的基本用途 1
1.1.2 斷路器的組成   1
1.1.3 斷路器的工作原理  2
1.2 小型斷路器綜述   2
1.2.1 小型斷路器概述   2
1.2.2 小型斷路器的應用與發展   4
1.2.3 小型斷路器標準   6
1.3 課題主要內容和要求 7
1.3.1 課題要求概述  7
1.3.2 研究方法  8
1.3.3 步驟和措施  8
第二章  電磁瞬動機構的設計  10
2.1電磁瞬動機構概述  10
2.2 電磁鐵的設計  10
2.2.1 電磁結構的選擇   10
2.2.2電磁鐵的設計  11
2.3 溫升計算  15
2.4 吸力計算與反力計算   16
2.4.1 工作氣隙磁導  16
2.4.2 反力計算  16
2.6 計算電磁鐵的銅重，鐵重及經濟重量  18
2.7 電磁脫扣器結構三維視圖   19
第三章  熱脫扣器設計（熱雙金屬片設計 20
3.1 概述   20
3.2 雙金屬片的選擇  20
3.2.1 結構形狀   20
3.2.2 加熱方式   20
3.3 計算確定雙金屬片尺寸，位移及推力   21
3.3.1 熱雙金屬尺寸計算   21
3.3.2 雙金屬片的動作特性計算  22
第四章  斷路器的導電系統設計   25
4.1 主觸頭的形式，尺寸和參數   25
4.1.1 觸頭的基本要求   25
4.1.2 觸頭的工作情況   25
4.1.3 主觸頭接觸形式與選擇  25
4.1.4 斷點形式  26
4.1.5 觸頭材料的選擇   26
4.1.6 觸頭尺寸確定   27
4.1.7 接觸電阻  27
4.1.8 觸頭主要參數的選用   28
4.1.9 觸頭的開距、壓力和超程的設計   28
4.2 觸頭驗算  29
4.2.1 觸頭熱穩定性驗算 29
4.2.2 觸頭動穩定性驗算   30
4.2.3 觸頭熱穩定性驗算  31
4.3  載流導體和軟連接的設計   31
4.4設計圖樣   32
第五章  滅弧室設計   33
5.1 電弧的產生   33
5.2 熄弧的原理   33
5.3 幾種常用的滅弧方法比較   34
5.4 滅弧性能計算  35
5.5 倒弧板的設計   36
5.6 滅弧室設計圖板  38
第六章  三維造型設計   39
6.1 概述   39
6.1.1 Solid Works軟件概述  39
6.1.2 SolidWorks2004 主要有以下幾個特點   39
6.2 設計圖樣   41
第七章  ANSYS有限元分析  42
7.1 ANSYS有限元分析軟件理論概述  42
7.1.1 ANSYS軟件的概述  42
7.1.2 ANSYS軟件的特點  42
7.1.3 ANSYS軟件操作界面介紹  43
7.2 ANSYS電磁場分析簡介   44
7.2.1 電磁場分析概述   44
7.2.2 ANSYS電磁場分析分類   45
7.2.3 ANSYS怎樣進行電磁場分析   45
7.2.4 ANSYS8.0電磁場分析的新功能  46
7.2.5 用ANSYS軟件對靜態磁場進行有限元分析  47
7.2.6 ANSYS電磁場分析的應用領域   47
7.3 三維靜態磁場分析  47
7.3.1 三維靜態磁場分析步驟  47
7.3.2 電磁鐵磁場計算   49
7.4 ANSYS電磁場部分分析結果   51
7.4.1 動、靜鐵心網格劃分  51
7.4.2 磁性材料B－H曲線   52
7.4.3 動、靜鐵心磁場分布圖  52
7.4.4 分析結果   53
參考文獻   54
結束語   55
致   謝  56
附錄A  SolidWorks模型導入ANSYS方法  57
附錄B  ANSYS程序命令流   59

摘  要：小型斷路器屬于保護類電器，主要用于家用及工業建筑物以及配電線路終端，其可靠性的高低直接影響到建筑物能否正常供電和配電線路上的設備是否能安全運行，與千家萬戶的日常生活息息相關；又由于它的產量大、應用范圍廣，若其可靠性不高，發生故障，會給用戶造成重大的經濟損失。
本次論文設計的是小型塑殼式低壓斷路器，在借鑒國外同類產品的設計思想和分析樣機的基礎下，基于三維有限元分析了電磁系統內部的磁場分布,采用ANSYS軟件對斷路器電磁機構進行了優化設計，選取最優的設計方案進行設計。設計的主要內容為:觸頭系統設計與計算，滅弧系統設計與計算和電磁系統設計與計算。

關鍵詞：小型斷路器  滅弧室  瞬時脫扣器  電磁系統   優化設計  ANSYS

ABSTRACT：Miniature circuit breakers, one kind of protective electrical apparatus, are mainly used in household and industrial installations and distribution system for overload and short circuit protection. Their reliability level directly influences the power supply in house and industrial installations the safety of facilities in distribution system, so the failure of miniature circuit breakers will result in/cause extremely serious loss.
In this paper, mainly designed is 16A miniature circuit breakers, the base drawing lessons from external same produce design idea and the analysis prototype of a machine being living is get off, the magnetic field that the three dimensions finites element based on were analyzed electromagnetism system inside distributes, and adopts the ANSYS software to the exchange breaker electromagnetic system to have carried on optimization and design, selecting the most splendid design scheme design. The main substances designed are: Contact finger system design together with calculation, put out arc system design together with calculation and electromagnetism system design together with calculation.

Keywords: miniature circuit breaker,  arc-extinction-chamber,  instantaneous releaser,  electromagnetism system,  optimal design， ANSYS