导磁材料对电磁斥力机构出力效率的影响

机械开关的快速性是决定高压直流断路器性能的关键因素.电磁斥力机构具有动作延迟短、刚分速度快的特点,适合于快速机械开关的应用场合,但涡流斥力的驱动原理也导致其能量转换效率较低.为了提高出力效率,首先建立了电磁斥力机构的3维有限元仿真模型,并通过40.5 kV/2 000A机械开关样机验证了仿真的准确性.然后,分析了机构运动过程中的磁场分布情况,指出空间漏磁较大是造成其效率低下的主要原因.最后,为了减小空间漏磁,进一步提高电磁斥力机构的出力效率,在原有空心线圈结构基础上,计算并分析了添加不同导磁材料对机构运动特性及出力效率的影响.仿真结果表明:选择低电导率高磁导率材料、在铁芯上径向开槽以及选择叠片形铁芯可以有效改善磁路,提高电磁斥力机构的出力效率.