低压断路器的虚拟样机技术

作者： 陈德桂 李兴文 著 
书号： 978-7-111-26877-2 
出版日期： 2009-7-31 14:51:39 
上架时间： 2009-7-31 14:51:39 
价格： 定价：40.00元
出版社： 机械工业出版社 
电话： 010－88379170、88379693 
联系人： 图书发行部门 
简介虚拟样机是一种数字化设计技术，通过在计算机上建立的虚拟样机，依靠可视化仿真使样机达到优化设计的目标。低压断路器的虚拟样机技术是一种低压电器新的研发方法，它与传统的依靠经验和估算的方法相比，可大幅度地缩短开发周期，降低开发成本，提高产品的技术经济指标。本书是作者及其科研组近年来在这一领域研究工作的汇总。本书介绍了低压断路器各种特性数学模型的建立及其不同的数字化求解方法，包括：操作机构的刚性和柔性动力学仿真；热磁脱扣器保护特性仿真；触头与导电部分的电场与磁场计算；热分析；热与电动稳定性计算；电弧数学模型；然后综合各部分内容通过多场域耦合求解，实现断路器开断过程的仿真。本书还在仿真的基础上，分析了各种结构方案和参数对断路器特性的影响，使读者对低压断路器结构型式的优选及结构尺寸的优化设计有一个理性的认识。本书可供从事低压电器设计、制造、试验和运行方面的有关工程技术人员参考，并可作为高等院校有关专业研究生的参考教材。
目录前言
第1章低压电器的虚拟样机技术
1．1什么叫虚拟样机技术
1．2虚拟样机技术在低压电器中的应用
1．3常用仿真软件
1．3．1三维综合仿真软件ANSYS
1．3．2多体动力学仿真软件ADAMS
参考文献
第2章低压断路器机构动态特性的仿真与优化设计
2．1低压塑壳断路器机构仿真的建模
2．1．1低压塑壳断路器操作机构简介
2．1．2操作机构仿真模型的建立
2．2单断点塑壳断路器操作机构的仿真分析
2．2．1单断点塑壳断路器操作机构动态特性的仿真
2．2．2 ADAMS软件中触头参数的测量方法
2．3计及电动斥力效应的断路器分断过程仿真
2．3．1分断短路电流的试验研究
2．3．2对动触头所受电动斥力的分析
2．3．3计及电动斥力效应的断路器分断过程仿真分析
2．4低压塑壳断路器机构优化设计
2．4．1影响断路器分断速度的主要因素
2．4．2以关键轴的位置作为设计变量的操作机构优化设计
2．5旋转双断点塑壳断路器机构的动态仿真与优化
2．5．1影响断路器分断速度的主要因素
2．5．2分断弹簧的刚度对分断速度的影响
2．5．3操作机构关键轴位置对分断速度的影响及其优化设计
2．5．4杆件质量对分断速度的影响
2．6框架断路器操作机构仿真分析
2．6．1框架断路器操作机构
2．6．2操作机构仿真模型的建立
2．6．3 ADAMS软件中仿真结果
2．7提高框架断路器触头开断速度的分析与操作机构的优化设计
2．7．1开断弹簧刚度系数对开断速度的影响
2．7．2各个轴的位置对开断速度的影响
2．7．3杆件的质量和质心对开断速度的影响
2．8 ADAMS软件的二次开发技术
2．8．1用户界面开发
2．8．2依靠接口程序的二次开发
参考文献
第3章低压断路器操作机构的应力分析
3．1ADAMs软件中柔性体分析的基本原理
3．2建模与仿真分析过程
3．2．1建模与仿真的两个部分
3．2．2在ANSYS程序中生成模态中性文件的步骤
3．3旋转双断点塑壳断路器机构的应力分析
3．3．1下连杆的应力分析
3．3．2上连杆的应力分析
3．3．3跳扣的应力分析
3．4框架断路器操作机构构件的应力仿真分析
3．4．1主轴悬臂的应力分析
3．4．2连杆1的应力分析
参考文献?
第4章电磁脱扣器保护特性计算
4．1概述
4．2拍合式电磁脱扣器保护特性的仿真
4．2．1脱扣器静态特性计算
4．2．2脱扣器保护特性计算
4．3拍合式磁脱扣器保护特性分析
4．3．1保护特性与反力弹簧特性的关系
4．3．2保护特性与初始工作气隙的关系
4．4螺管式磁脱扣器保护特性仿真与分析
4．4．1螺管电磁铁从磁场仿真到等值磁路的建立
4．4．2静态特性的磁路计算方法
4．4．3动态特性的计算
4．5不同结构的拍合式磁脱扣器保护特性分析
4．6电磁脱扣器的优化设计
4．7应用多体动力学方法计算磁脱扣器动特性
参考文献
第5章低压断路器热分析与热脱扣器保护特性的计算
5．1热分析的两种计算方法
5．2热分析的有限元法和热网络法
5．2．1用有限元法计算断路器的温度场
5．2．2热网络法
5．3热源的计算
5．3．1触头接触电阻
5．3．2接线端接触电阻
5．4导热系数和散热系数的确定
5．4．1导热系数
5．4．2散热系数
5．5连接导线的处理
5．6基于三维有限元法的塑壳断路器热分析
5．7热脱扣器保护特性的等效热路计算方法
5．7．1热脱扣器等效热路的建立
5．7．2热路参数的计算
5．7．3断路器等效热路的求解与计算结果的实验对比
5．8热网络有限差分法的应用
参考文献
第6章低压断路器吹弧磁场与电场的仿真与分析
6．1概述
6．2塑壳断路器触头区吹弧磁场的仿真分析
6．2．1吹弧磁场的分析方法与步骤
6．2．2四种不同结构的触头灭弧系统的吹弧磁场的分析
6．3两种U形静触头导电回路的电动斥力与吹弧磁场对比分析
6．3．1两种U形静触头导电回路
6．3．2不同静导杆结构的电动斥力比较
6．3．3不同静导杆结构的吹弧磁场比较
6．4灭弧系统三维磁场分析的积分方程法
6．4．1积分方程法的基本原理
6．4．2断路器模型的磁场分析
6．4．3积分方程法的实验验证
6．5断路器中电场仿真与电极形状的优化
6．5．1低压断路器的介质强度
6．5．2电场计算的简化方法
6．5．3塑壳断路器电极形状的优化设计
6．6开断过程灭弧室中电场的计算与分析
6．6．1燃弧期间与电流过零瞬间的电场分布
6．6．2两种电场计算方法
6．6．3电场计算结果
参考文献
第7章电动斥力与气动斥力分析及其在塑壳断路器中的应用
7．1概述
7．2导电桥模型及电动斥力的计算方法
7．3一对孤立触头间的电动斥力分析
7．4塑壳断路器中的电动斥力
7．4．1计算模型
7．4．2计算结果及分析
7．4．3实验方法及结果分析
7．5塑壳断路器触头斥开时间与触头压力的确定
7．6气动斥力的研究
7．6．1实验模型及方法
7．6．2预期短路电流和触头间距对气动斥力的影响
7．6．3产气材料对气动斥力的影响”
7．6．4出气口大小对气动斥力的影响
7．7塑壳短路器开断过程中的触头回落现象
7．7．1电动斥力计算结果
7．7．2电弧电压定义及电路方程求解
7．7．3预期短路电流的影响
7．7．4机构开始动作时间ts的影响
参考文献
第8章短时耐受电流的计算
8．1概述
8．2基于恒定场分析的框架断路器触头系统电动斥力计算
8．3框架断路器两种提高电动稳定性方法的仿真分析
8．3．1动触头并联支路数对电动斥力的影响
8．3．2动触头转轴位置对电动斥力的影响
8．4基于瞬态场分析的框架断路器触头系统电动斥力计算
8．4．1计算方法与模型
8．4．2计及涡流条件下，并联支路电流和触头上斥力的分布
8．5框架断路器热稳定的仿真分析
8．5．1导电桥半径和接线端接触电阻的计算
8．5．2触头温升的计算方法
8．5．3触头的瞬态温升计算
8．6双断点框架断路器的结构特点及其与单断点断路器电动稳定性的对比
参考文献
第9章灭弧室压强的仿真与分析
9．1概述
9．2灭弧室内的守恒方程及其求解
9．3灭弧室中各种类型边界条件的数学表示
9．3．1电弧输入边界
9．3．2等熵出气口边界
9．3．3产气材料边界
9．3．4灭弧室外壳的导热边界
9．3．5栅片的对流换热边界
9．4不同开断电流下塑壳断路器灭弧室气压计算及其实验验证
9．5出气口面积以及产气材料对灭弧室气压影响的仿真分析
9．6断路器灭弧室外壳的应力和应变分析与优化设计
参考文献
第10章电弧动态数学模型与低压断路器开断过程的仿真
10．1概述
10．2简单的尼迈亚(Niemeyer)电弧数学模型
10．3微型断路器开断过程的计算机仿真
10．3．1开断特性的仿真
10．3．2不同开断条件下样机限流特性的仿真和分析
10．4链式电弧动态数学模型
10．4．1链式电弧动态数学模型的特点
10．4．2电流元三层物理结构
10．4．3电流元数学模型控制方程组
10．4．4链式电弧模型的数值计算方法
10．5基于链式电弧模型的塑壳断路器开断特性仿真
10．5．1断路器开断过程多场域耦合计算模型
10．5．2三相短路情况下开断回路的电路方程
10．5．3开断过程中电弧的状态与电弧电压的计算
10．5．4开断特性的仿真结果及分析
10．6磁流体动力学电弧数学模型
10．6．1代表性空气开关电弧模型
10．6．2电弧等离子体的基本物性参数
10．6．3弧柱区物理过程及其控制方程
10．6．4灭弧室结构参数对空气介质开关电弧特性的影响
10．6．5产气材料和金属蒸气对空气介质开关电弧特性的影响
10．7基于磁流体动力学电弧模型的低压断路器开断特性仿真与分析
10．7．1研究对象与电弧模型
10．7．2磁流体动力学模型的求解
10．7．3低压断路器开断过程的仿真
10．7．4不同磁场下的电弧运动