1、真空接觸器是電氣行業(yè)中重要的基礎(chǔ)元件，是電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的開關(guān)電器之一，主要用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路和大容量控制電路。在接觸器工作時，動靜觸頭的彈跳，銜鐵和靜鐵芯之間的碰撞引起的磨損，以及電弧對觸頭的燒蝕等原因，都極大程度地降低了接觸器的性能和壽命。其中影響真空接觸器性能、機械壽命和電壽命的重要因素是其電磁機構(gòu)的優(yōu)劣。真空接觸器電磁機構(gòu)的設(shè)計結(jié)合了機械、電磁、熱學(xué)等多學(xué)科理論，不僅計算難度大，而且研發(fā)周期長，開模成本高。

2、因此采用計算機輔助、有限元分析等技術(shù)對接觸器電磁機構(gòu)的動靜態(tài)特性進行分析與優(yōu)化具有重要的理論價值和實際意義。
　　本文以施耐德電氣（廈門）開關(guān)設(shè)備有限公司某型號串聯(lián)雙繞組中壓真空接觸器為研究對象，采用仿真與實驗相結(jié)合的方法，對中壓真空接觸器電磁機構(gòu)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性進行研究，并對接觸器電磁機構(gòu)進行優(yōu)化，使之在滿足產(chǎn)品性能的前提下提高使用壽命。
　　首先，根據(jù)圖紙建立真空接觸器電磁機構(gòu)的二維有限元模型，分析在二維靜磁場中磁感

3、應(yīng)強度的變化趨勢，分析結(jié)果表明，隨著工作氣隙的減小，磁感應(yīng)強度增大。再利用SolidWorks軟件建立真空接觸器電磁機構(gòu)的三維模型，并將三維模型導(dǎo)入ANSOFT Maxwell中進行三維靜態(tài)仿真分析，從不同工作氣隙的磁感應(yīng)強度的分布云圖可知，其變化趨勢與二維仿真相同，驗證了二維仿真結(jié)果的正確性。并根據(jù)接觸器的實際工作情況，計算出額定電壓下的靜態(tài)電磁吸力與機構(gòu)反力，計算結(jié)果表明當激勵電壓一定時，電磁吸力隨工作氣隙的減小而增大；工作氣隙一定

4、時，電磁吸力隨激勵電壓的增大而增大。且在電壓U=UN和U=85%UN時，電磁吸力始終大于機構(gòu)反力，接觸器能可靠吸合。
　　其次，通過對磁場方程、電路方程以及機械方程綜合分析，建立出真空接觸器電磁機構(gòu)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。在靜態(tài)特性分析的基礎(chǔ)上，對電磁機構(gòu)的動態(tài)特性進行仿真分析，研究不同電壓下的銜鐵吸合過程中的速度特性、位移特性以及線圈的電流特性。分析結(jié)果可知，隨著激勵電壓的增大，線圈的啟動電流越大、銜鐵閉合時的速度就越大，閉合時間越短。

5、
　　再次，運用正交試驗法，以鐵芯半徑、線圈匝數(shù)、銜鐵高度等作為變量因素，以真空接觸器的銜鐵的吸合速度、吸合時間為優(yōu)化目標，二者的平方和為綜合目標，選用正交表L9（34）進行正交試驗。通過極差分析法確定影響動態(tài)特性的因素的顯著性，得出最優(yōu)組合為A1B3C3D3。對比真空接觸器優(yōu)化前后的動態(tài)仿真結(jié)果，優(yōu)化后的銜鐵吸合速度減小了2.5%，吸合時間縮短了0.2%。
　　最后，按優(yōu)化后的尺寸參數(shù)制作樣機進行實驗。實驗結(jié)果表明，真空接