《長行程快速電磁操動機構的組合模式與機理研究》是依託山東大學，由婁傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：長行程快速電磁操動機構的組合模式與機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：婁傑
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本申請項目針對長行程快速電磁操動機構的關鍵科學問題開展研究，重點研究其組合模式與一般機理。基於以最小觸動時間為目標的初始位置雙層疊代最佳化方法，以及以最大耦合能量為目標的最佳化方法，建立快速電磁機構的多模式拓撲組合原理；分析多模式組合情況下電感梯度的影響因素，建立準確的電感梯度數學關係模型；在時間組合模式下，研究建立基於觸發時刻和觸發迴路參數最佳化的動態數學模型；研究快速電磁機構的非對稱雙向運動特徵，通過最佳化電源迴路參數和反向電磁力觸發時刻，建立變電磁動力為阻力的電磁力換向柔性控制方法，以解決碰撞振動問題；通過物理模擬實驗修正並完善所建立的組合模式理論。本項目的研究成果，將拓展長行程快速電磁機構的拓撲最佳化設計理論與創新方法，具有重要的學術意義與套用價值。
結題摘要
長行程快速電磁操動機構在混合式固態開關、綜合式故障限流器、電能質量 、電力系統相控開關等諸多技術領域具有廣闊的套用前景。這一類機構的基本動作原理是通過預充電的電容器向合閘或分閘線圈放電產生持續幾毫秒的脈衝電流，與開關操作連桿固定在一起的可動線圈中受到脈衝電磁推力作用，從而帶動連桿運動，實現開關的快速關合或分斷。但目前對其研究緊限於套用在短行程的場合。本項目通過對該類機構的拓撲形式、評價方法、最佳化方法進行研究，完成了以下內容。 提出了三個靜態指標以評價動態過程，並對拓撲結構進行了評價，它們是電磁力靈敏度係數、初始時間常數、靈敏度貢獻係數三個評價指標；同時利用上述評價指標研究了不同拓撲組合形式的優缺點，得出盤狀斥力結構仍然是最好的拓撲形式；研究了利用不同線圈進行時間尺度組合，提出利用分（合）閘線圈對合（分）閘過程進行電磁緩衝的方法，並對最優時刻進行了研究；研究了外部電路的組合對機構性能的影響，得到將可動線圈與固定線圈串聯放電可得到最短的運動時間的結論，但該方式下放電電流很大，而並聯形式的放電電流較小，但運動時間隨之增加。
