船用斷路器抗振動(dòng)性能研究
黃文輝1，于慶瑞1，2，楊煉3，王軍1
(1 甘肅長城氫能源工程研究院有限公司，甘肅 天水 741024；
2 西安交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院，陜西 西安 710049；
3 上海大學(xué) 機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，上海 200444)
摘 要：由于工作環(huán)境的特殊性，船用斷路器不可避免地會(huì)受到艦船螺旋槳周期旋轉(zhuǎn)等引起的振動(dòng)載荷。采用有限元法建立了整個(gè)斷路器系統(tǒng)在振動(dòng)作用下的有限元?jiǎng)恿W(xué)模型，并通過加載真實(shí)的振動(dòng)載荷，對(duì)斷路器進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)斷路器整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和是否發(fā)生誤動(dòng)作出評(píng)價(jià)，找出斷路器結(jié)構(gòu)敏感薄弱位置及變化規(guī)律，并對(duì)此進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞： 船用斷路器；振動(dòng)；有限元?jiǎng)恿W(xué)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化
中圖分類號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3175(2022)11-0056-05
Study on Vibration Resistance of Marine Circuit Breaker
HUANG Wen-hui1, YU Qing-rui1,2, YANG Lian3, WANG Jun1
（1 Gansu Great Wall Hydrogen Energy Engineering Research Institute Co., Ltd,Tianshui 741024, China;
2 School of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China;
3 School of Mechatronic Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200444, China）
Abstract: It is inevitable that the marine circuit breaker will be affected by vibration load caused by ship propeller periodic rotation because of its special working environment. The finite element method is applied to build a finite element dynamic model when the whole circuit breaker system is under vibration, and dynamic response of the circuit breaker is analyzed by loading real vibration load. The authors,according to the analyzed results, evaluate the overall structural strength of the circuit breaker and the occurrence of misoperation, find out the sensitive weak position of the circuit breaker structure and their variation laws, and optimize structural design of marine circuit breakers.
Key words: marine circuit breaker; vibration; finite element dynamics; structural optimization
參考文獻(xiàn)
[1] 王紫葉，王沐雪. 關(guān)于艦船電力系統(tǒng)的常見故障及其排除[J]. 通信電源技術(shù)，2019，36(7)：84-85.
[2] 李建基. 特高壓、超高壓、高壓、中壓開關(guān)設(shè)備實(shí)用技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
[3] 楊青. 艦船中壓配電設(shè)備美軍標(biāo)研究[J] . 電器與能效管理技術(shù)，2017(6)：83-88.
[4] ROIZMAN V, PETYAK V.The dynamic effects and impacts in electronics[C]//Seventh International Conference on Power Electronics and Variable Speed Drives，1998：393-398．
[5] PETERSSON B A T, GIBBS B M.Towards a structure borne sound source characterization[J].Applied Acoustics，2000，61(3)：325-343.
[6] 張佳棟，陳志堅(jiān)，唐宇航. 大型艦船總振動(dòng)固有頻率近似計(jì)算研究[J] . 艦船科學(xué)技術(shù)，2016，38(12)：39-43.
[7] STEINBERG D S . Vibration Analysis for Electronic Equipment[M].New York：John Wiley and Sons，1988，414-420．
[8] 林森，程永鋒，孟憲政，等.1 000 kV 電容式電壓互感器抗震性能優(yōu)化研究[J] . 振動(dòng)與沖擊，2019，38(24)：91-100．
[9] 趙洪山，趙陽，宋瑋，等. 基于結(jié)構(gòu)分析的斷路器操作機(jī)構(gòu)的建模及仿真分析[J] . 高壓電器，2021，57(8)：32-40.
[10] 趙金鵬. 某大型艦船顯控臺(tái)振動(dòng)仿真分析研究[J].電子機(jī)械工程，2019，35(4)：27-30.
[11] 黃南天，陳懷金，林琳，等. 基于 S 變換和極限學(xué)習(xí)機(jī)的高壓斷路器機(jī)械故障診斷[J] . 高壓電器，2018，54(6)：74-80．
[12] 張世亮，嚴(yán)謹(jǐn)，張全. 大型成撬動(dòng)力設(shè)備振動(dòng)分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 振動(dòng)與沖擊，2016，35(20)：37-40.
