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真空断路器弹簧操动机构的稳健优化设计
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TM561.2[电气工程—电器]
  • 作者机构:[1]沈阳理工大学,沈阳110159, [2]沈阳工业大学,沈阳110023
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50877048);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET--08-0863)
中文摘要:

在分析10kV/12.5kA真空断路器弹簧操动机构基础上,建立了分合闸速度的计算模型。在此断路器的数学模型基础上,将稳健设计思想和优化设计思想相结合,将弹簧操动机构中各杆件的长度和分合闸弹簧的刚度系数作为设计变量,将加工误差、装配误差、老化、疲劳等因素引起的影响考虑在设计变量的容差之中,以真空断路器的分合闸速度的方差最小化,且当设计变量在其容差内变化时分合闸速度的最大波动量最小化为优化目标,建立了具有多目标、两级优化的弹簧操动机构稳健优化设计数学模型。提出了一系列求解该数学模型的优化策略,运用经典的测试函数验证了所提出算法的可行性和收敛性。对此弹簧操动机构进行稳健优化,改善了真空断路器的分合闸速度特性。给出的数值算例显示了方法的有效性。

英文摘要:

For the spring actuator of 12kV, 12.5kA vacuum circuit breaker,a mathematical model calculating the breaking and closing velocity based on mechanism analysis was given. The design for spring actuator of vacuum circuit breaker based on robust optimization was presented. The lengths of the connecting rods and the stiffness coefficient of breaking and closing spring of the spring actuator were chosen as the optimization variables. The effect of the factors, as processing errors, assembly er- ror,ageing and fatigue, was considered as the tolerance of design variables. The functions, which were used to minimize the error of the breaking and closing velocity of vacuum circuit breaker and to mini- mize the maximal variation of these velocity when the design variables varied within the acceptable tol- erances,were chosen as the objective function. So a robust optimization mathematical model with multi -- target and two-- level optimization for the spring actuator was given. A series of optimization strate- gy were presented,and the algorithm was tested by using a classical standard test function. The per- formance of 12kV, 12.5kA vacuum circuit breaker is improved by robust optimization. The numerical example shows the effectiveness of the method.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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