电磁斥力机构设计方法

姜楠 任志刚

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）

0 引言

早在 1972年，S.Basu就在公开文献中提出基于涡流原理的电磁斥力机构[1]，其原理示意图如图1所示，储能电容对励磁线圈脉冲放电，与励磁线圈临近的金属盘感应出与励磁电流方向相反的涡流，从而产生电磁斥力。

图1 电磁斥力机构的基本原理图

该机构的突出优点是动作速度极快，触动时间在百微秒级，传统的弹簧机构、液压机构等都是毫秒级，但是行程较短，通常只有十几毫米。由于当时短路电流水平较低，常规的断路器足以开断。因此没有得到重视与发展。

近年来，随着对触头分断速度有极高要求的中压混合直流断路器以及真空灭弧室的发展，电磁斥力机构得到了国内外学者越来越多的研究。日本三菱电气的学者和山东大学的李庆明等人分别将斥力盘等效为一匝线圈和多匝线圈，推导出了计算电磁斥力机构出力特性与运动特性的解析方法。华中科技大学的王子健对影响斥力机构出力特性的因素进行了研究[2-4]。

前人的工作基本上都是在已知机构尺寸等参数的情况下进行的，属于电磁场的正求问题。而实际工作中，一般都是由对机构特性的部分要求来求解出机构的尺寸等参数，属于电磁场的反求问题。由于斥力机构的物理过程是一个涡流场与运动耦合的复杂过程，影响斥力机构特性的因素很多，因此，斥力机构的反求过程是非常困难的，本文在总结前人的工作基础上，针对一类形式的斥力机构，提出了一种反求的方法。……