基于SolidWorks的真空开关线圈式纵磁触头参数化设计

    0 引言

    真空开关从开始应用到电力系统至今已经有50多年的历史。真空开关凭借其开断容量大、体积小、可靠性高、寿命长，在中压领域迅速占领市场，并且还在逐年地扩大市场占有率。真空开关的关键部件是真空灭弧室，而真空灭弧室的核心部位是电极触头，所以对电极触头结构的研究一直是一个很重要课题。然而在开发人员每次对杯状触头进行设计和分析时都需要对触头重新进行建模，极大地浪费了设计人员的时间和精力，增加了开发的成本。本文通过对电极触头的结构和每个参数进行分析，以为开发平台，利用VB语言对电极触头进行参数化设计，从而设计出真空开关线圈式纵磁触头参数化设计系统。只要设计人员输入需要建立的模型参数就能实现快速地建模和装配，极大地提高了设计开发效率。

    1 二次开发原理

    为了方便开发人员进行二次开发设计，提供了大量的应用程序接口（ApplicationProgramming Interface,API) 对象。设计人员通过利用支持对象链接与嵌入（ Object Linking andEmbedding，OLE)的编程软件[4]，例如 Visual C + + 、VBA、Delphi、VB 等软件，调用 API，从而对 进行二次开发。本文对线圈式纵磁触头的开发方法是利用参数化系统建模法，通过利用VB软件建立人机交互的界面，人为对设计变量进行赋值，然后驱动程序建立模型。这种方法能够实现对模型的快速建立，且只要更改尺寸便可以实现模型的重建，十分便捷。

    2 真空开关线圈式纵磁触头结构

    现阶段，国际上大多数真空断路器的触头采用线圈式和杯状纵磁触头。杯状和线圈式纵磁触头在有电流流过后能够产生纵向磁场s 扩散型电弧在纵向磁场的作用下可以提高转变为收缩型电弧的转换电流值。在足够大的纵向磁场的作用下，大电流真空电弧能够保持真空电弧的扩散性，电弧斑点能够均勻地分布在触头表面，触头不会因为温度过高而产生严重的熔化。所以杯状和线圈式纵磁触头具有分断能力强、磨损率低(寿命长）的优点。由于线圈式纵磁触头结构相对复杂，设计人员每次进行建模都需要浪费很多时间和精力，所以本文对线圈式触头进行参数化设计。

    线圈式纵磁触头由触头片、线圈和导电杆三部分组成。触头片之间称弧区s 触头片和线圈间由不锈钢片支撑。线圈由数个触头拐臂组成，当电流经导电杆流入触头拐臂后可以分成2路、3路…形成环向电流，形成1/2、1/3 …匝线圈式纵磁触头。触头拐臂在尾端有突起，与不锈钢支撑片相连接，触头片上开有与触头拐臂相同数目的槽。线圈式纵磁触头的结构如图1所示。电流按照图1标示方向流动。