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當正常工作時，液壓-電磁脫扣器通過的電流小于或等于額定電流，斷路器不會動作。當過載狀態時，液壓-電磁脫扣器通過的電流大于額定電流，線圈對鐵心產生的螺管吸力大于油杯彈簧的反力,鐵心逐漸向極靴方向運動，磁回路的磁阻逐漸變小，吸力逐漸增大，期間硅油沿著鐵心與油杯的間隙緩慢向油杯底部流動，并在硅油的阻尼作用下，產生一定的延時[2]。當鐵心運動到接近極靴時，線圈對銜鐵的吸力大于銜鐵彈簧的反力，因此銜鐵吸合，快速推動操作機構動作。當短路狀態時,液壓-電磁脫扣器通過較大的短路電流，線圈產生足夠大的磁通吸力，此時動鐵心還未能運動，仍處在油杯的底部，就迅速將銜鐵吸合，快速推動操作機構瞬時動作。
2、液壓電磁式脫扣器的研究現狀
目前，國內外大多數理論研究都集中在熱磁脫扣器領域領域，根據油阻尼緩沖器的結構特點和材料特性，減震性能，塑殼斷路器的電磁釋放機理。關于其工作特性的理論研究很少。粘性流體阻尼器廣泛用于軍事，航空航天，機械和其他振動控制領域[3]。目前，存在許多類型的粘性流體阻尼器，例如圓柱形流體阻尼器，粘滯阻尼器壁系統和油阻尼器。筒式阻尼器通常由諸如汽缸，活塞和硅油的粘性流體組成，并且活塞形成小孔。當活塞和氣缸相對于彼此移動時，活塞端部之間的壓差將迫使流體能量通過活塞頭中的孔消散，從而在兩側之間產生阻尼和壓差，活塞產生阻尼力[4]。近年來，由于重點關注結構的被動能耗和粘滯阻尼器在建筑物振動控制中的優異性能。美國和日本是第一個也是技術最先進的國家。粘滯阻尼橋的模型試驗還表明，粘滯阻尼器在結構振動控制中起著重要作用。該領域的國內研究起步較晚。已經在理論上和實驗上研究了氣缸間隙阻尼器。吳波和李輝研究了粘滯阻尼器結構的設計方法，提出了一種簡化的方法和抗震設計方案，適用于稀土下層的彈塑性變形。范鋒等將粘性阻尼器應用于網狀殼體。結果表明，粘性阻尼網殼結構的阻尼效果非常明顯，抗震性能大大提高。隨著粘性流體阻尼器的發展，一些有效的阻尼器已成功應用于某些建筑物。電磁釋放裝置由鐵芯，電樞線圈等組成，鐵芯放置在油杯中，鐵芯有回位彈簧，油管充滿硅油，油管纏繞線圈周圍，電樞反作用力與彈簧連接。當發生過載時，由于電磁管力，芯將逐漸增加。經過一段時間的延遲，核心上升到一定的位置。在克服電樞的反作用彈簧之后，電樞完全被拉開并被自由地推過變速器。跳閘機制釋放回彈和硅油起阻尼作用，即延遲效應。過載保護時間-電流具有反向時間特性，即電流越大，電磁力越大，磁芯向上移動越快，運行時間越短[5]。在這樣的過程中電路運行如果出現了短路的情況就會導致短時間內電流也會頻繁的發生短路和超標電流情況，進而就會導致電磁力出現異常情況，電磁力就會遠遠大于彈簧正常運行過程中產生的作用力，進而導電機構整體也會因而出現了導電情況，促進主要聯系的自由釋放機制。主觸頭在開啟彈簧的作用下隔離電路，提供短路保護。
3、效果分析
基于剪切應力和應變速度（速度梯度或剪切速率）之間的關系，在簡單的剪切流中，流體可分為牛頓流體和非牛頓流體[6]。當不可壓縮流體流動時，牛頓的內部摩擦定律，流體的剪切應力與剪切力成正比。盡管大多數流體（例如水和空氣）都是牛頓流體，但許多流體并不令人滿意，例如建筑材料中的瀝青和水泥砂漿，食品工業中的污水，黃油，蜂蜜和蛋白質中的污泥，大多數脂肪，聚合物熔體和人體血液等。剪切應力和流體剪切速率之間存在稱為非牛頓流體的非線性關系。根據單剪切流中非牛頓流體的粘度函數是否與剪切時間有關，牛頓流體可分為時不變非牛頓流體和時變非牛頓流體[7]。時效不變的非牛頓流體也稱為廣義牛頓流體，流體剪切應力與剪切變形速率有關，即粘度僅與剪切應變速率有關并且與時間無關。時變非牛頓流體的粘度函數不僅與應變速率有關，而且與剪切時間有關。在一定的剪切變形速率下，觸變和地震流體的表觀粘度隨時間下降，而緩沖液和凝析油的表觀粘度隨時間下降，表觀粘度隨時間增加。粘彈性流體是粘性和彈性流體。與粘性流體的主要區別在于去除外力后局部應變的恢復。與彈性固體的主要區別在于蠕變[8]。電磁沖程中的粘性流體是非時變非線性冪律流體。粘性流體阻尼力的輸出力與流體的本構特性密切相關。剪切應變的指數流體本構關系決定了功率指數速度v的輸出阻尼力公式。當γ功率指數α≠1時，粘性流體阻尼器的輸出力特性似乎也是非線性的。
4、工作特性
當飽和電磁釋放處于正常狀態時，由永磁體產生的磁通量的一部分穿過磁分路，而另一部分穿過磁軛并進入電樞以產生吸力?？朔鞆椈傻姆醋饔昧?，電樞被軛吸引。當產生故障電流時由磁通量產生的線圈電流疊加在永磁體磁通上，以減小磁路飽和的橫截面積，從而切斷流入電樞磁路的流量并消除產生的電流。磁通量。剩余橫截面中的永久磁鐵。迫使永磁通量進入磁分路器導致進入電樞的磁通量下降并且相應的吸力減小。當電磁吸引力小于或等于彈簧反作用力時，電樞被釋放并且永磁體產生的所有磁通量進入。磁軛結構具有字母V的形狀，并且永磁體放置在V形磁軛的斜面上。由于其結構相對簡單，不需要特殊的制造設備和許多其他優點，大多數國內制造商使用這種類型的旅行。與上一代相比，A公司使用的跳閘裝置優化了磁路結構，將長度從35縮短到20，并縮小了尺寸。因此，未來小型化將繼續發展。從制造工藝分析來看，新一代產品比老一代產品更復雜。例如，軛的激光焊接，永磁體的激光焊接，電樞的鍍金，線圈框架中的金屬接頭等都增加了制造難度和成本。根據跳閘單元的特性，二代跳閘單元的工作功率不斷降低[9]。F200的最低工作功率可降至30pNA，從而提高運行穩定性并大大延長預期壽命。另外，ID和跳閘單元之間的反作用力可以通過固定螺釘適當地調節。首先，粗略調整RCD成品的剩余工作電流（永磁體充電和退磁）。當通過調節反作用力改變夾緊力以調節反應單元時，剩余工作電流是規定值，即，正確校準RCD剩余工作電流值，并且覆蓋調節后的調節孔RCD殼體。大多數公司不使用這種設計，因為在改變跳閘單元的反作用力之后，跳閘單元彈射器的釋放將改變，即跳閘單元的跳閘力將隨著螺釘的調整而改變。當夾緊力不一致時，RCD機構的設計會引起問題。在極端情況下，由于驅動力太小，RCD無法運行。因此，在新一代產品中，B公司改變了設計，無法調整行程單元的彈性。為了改善跳閘時間并解決10ms的極化跳閘延遲問題，磁路結構從極化變為飽和，磁軛完全改變。NFIN使用非常薄的不銹鋼簧片焊接到電樞的一側，而另一側焊接到塑料部件。除了定位電樞之外，簧片還緩沖電樞的旋轉以保持運動的穩定性，增加跳閘單元的使用壽命并減少由作用在工作表面上的電樞引起的損壞。為了實現飽和電磁結構，使用跳閘線圈的F7的繞線過程變得復雜[10]。梭芯有一個小開口。首先，需要通過該開口將骨架插入軛中然后卷起。通過骨架外表面上的多個凹槽保持旋轉。這對定位夾具和繞線機的工作穩定性提出了很高的要求，否則容易發生繞線故障現象。NFIN中使用的小型U形的經歷了許多重新設計。永磁體從圓形變為方形，電樞寬度從4.5mm增加到7mm，電樞表面鍍金。一些公司專注于改進電樞和旋轉支架。電樞已成為標準矩形。不銹鋼圓筒焊接在銜鐵下面并插入相應塑料部件的凹槽中以定位銜鐵。在動作中，電樞圍繞圓柱體移動一圈。電磁泄漏釋放裝置由永磁體和軟磁材料組成的磁路控制。磁路中的電樞通過永磁體磁性地吸引到磁軛的工作表面，并且磁軛設置有跳閘線圈和跳閘線圈。直接連接到泄漏變壓器的次級輸出，即泄漏信號直接驅動跳閘單元。在正常情況下，電樞被吸引到軛的工作表面。當存在泄漏信號并且達到預設值時，由跳閘線圈產生的磁場抵消由永磁體釋放的吸引磁場產生的電樞。彈簧張力Fs是恒定的并且保持不變直到電樞被釋放。隨著釋放電流I增加，電樞的吸力減小，并且吸力Fe和釋放電流I之間存在函數關系。當銜鐵比彈簧張力吸引更少的鐵時，銜鐵開始釋放。當電樞被釋放時，電樞和軛吸入表面之間的氣隙連續增加，并且吸入的Fe趨于零。從跳閘裝置的工作過程可以看出，跳閘線圈的電流I是重要的指標。吸力Fe和I之間存在函數關系。當吸力Fe等于彈簧張力Fs時，它是電樞釋放的標志（跳閘元件的作用），并且Fs由設計確定。通過分析沖程單元參數與數學模型建立之間的關系，我們試圖找到影響沖程單元運行的關鍵特征參數，即設計參數和加工參數。在確定設計參數之后，跳閘單元制造商必須使用直接或間接方法來檢測或控制加工參數的漂移和各種原因，以確保實際跳閘單元不偏離設計目標。
5、結論
文章研究了電磁釋放過程中粘性流體阻尼力的計算，分析了粘性流體粘度對電磁釋放粘性流體阻尼系數的影響，將計算結果與實驗結果進行比較，以驗證準確性，為大規模生產中電磁釋放模型的設計和計算提供了基礎。參考文獻[1]王振春.液壓伺服預緊的電磁發射軌道振動頻率和幅值特性研究[J].兵工學報,2019,40(1):32-37.WANGZhen-chun.StudyonVibrationfrequencyandamplitudecharacteristicsofelectromagneticlaunchtrackwithhydraulicservopreloading[J].JournalofOrdnanceEngineering,2019,40(1):32-37.[2]楊德功.多個電磁制動器在數控回轉工作臺中的應用[J].內燃機與配件,2019(4):77-78.YANGDe-gong.ApplicationofMultipleElectromagneticBrakesinCNCRotaryTable[J].InternalCombustionEnginesandAccessories,2019(4):77-78.[3]張玉艷.雙線圈磁流變先導閥設計與性能研究[J].液壓與氣動,2019,329(01):113-119.ZHANGYu-yan.DesignandPerformanceStudyofDual-coilMagnetorheologicalPilotValve[J].HydraulicandPneumatic,2019,329(01):113-119.[4]杜曉龍.PWM間歇噴霧變量噴施系統中的壓力損失和液壓沖擊[J].農業裝備技術,2019(1):27-33.DUXiao-long.PressureLossandHydraulicImpactinPWMIntermittentSpraySystem[J].AgriculturalEquipmentTechnology,2019(1):27-33.[5]金立.直流液壓電磁閥通斷響應性能分析與測試[J].排灌機械工程學報,2018,36(12):102-107.JINli.PerformanceAnalysisandTestofOn-offResponseofDCHydraulicSolenoidValve[J].JournalofDrainageandIrrigationMachineryEngineering,2018,36(12):102-107.[6]邵洪平.低壓斷路器脫扣器調整機構設計研究[J].電子制作,2019(14):97-98.SHAOHong-ping.Designandstudyoftheadjustingmechanismoflowvoltagecircuitbreakerdetach[J]..Electronicproduction,2019(14):97-98.[7]王芝恩,沈海鷹,李孜,等.艦用塑殼斷路器電磁脫扣器的優化[J].農業裝備與車輛工程,2019,57(01):83-86.WANGZhi-en,SHENHai-ying,LIZi,etal.OptimizationofElectromagneticTrippingDeviceforMarinePlasticCaseCircuitBreaker[J].AgriculturalEquipmentandVehicleEngineering,2019,57(01):83-86.[8]劉志偉.一種新型螺管式電磁脫扣器的分析[J].電工電氣,2018(12):44-49.LIUZhi-wei.AnalysisofANewSolenoidElectromagneticRelease[J].Electrical&Electronics,2018(12):44-49.[9]潘萬軍.小型斷路器電磁脫扣器的優化設計[J].電器與能效管理技術,2017(07):41-44.PANWan-jun.OptimumDesignofElectromagneticReleaseforSmallCircuitBreaker[J].ElectricalAppliancesandEnergyEfficiencyManagementTechnology,2017(07):41-44.[10]侯超,趙成宏,紐春萍.基于微分電感的電磁脫扣器動態特性的計算[J].電器與能效管理技術,2015(01):7-11.HOUChao,ZHAOCheng-hong,NIUChun-ping.CalculationofDynamicCharacteristicsofElectromagneticReleaseBasedonDifferentialInductance[J].ElectricalAppliancesandEnergyEfficiencyManagementTechnology,2015(01):7-11.
作者：溫小遠；作者單位：貴州銳新科技有限公司
