[发明专利]基于虚拟样机技术的中压真空灭弧室内部温度场的真空灭弧室仿真方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真方法及装置，特别涉及一种基于虚拟样机技术的中压真空灭弧室内部温度场的真空灭弧室仿真方法及装置。

背景技术

虚拟样机技术的优越性：随着经济贸易发展的全球化，缩短产品的开发周期、提高产品的质量、降低产品的成本、提高对市场反应的灵活性等方面已经是在激烈的市场竞争中取得胜利的必要条件。但是，传统中压断路器设计的步骤是：首先，对市场进行调研，从而确定初步的设计方案；然后，根据简单的经验公式完成产品的设计，并进行相关计算；最后，制作样机，并且进行试验验证，进而确定最终的设计方案。但是这种设计往往不能一次性达到产品最终的要求，当在验证实验中发现设计的缺陷时，设计者就必须要重新修改设计，并且制作新的样机。通过反复制作样机和实验验证，设计才能最终达到产品的要求，但是这个设计可能不是最佳的。所以，传统的设计方法存在着设计周期长、设计成本高，对市场反应不灵活等缺点。

虚拟样机技术是一种以分析解决产品的性能和实现优化设计为目标的高新技术，它完美的克服了传统设计方法的种种弊端。依靠这一高新技术，设计人员可以首先利用三维图形技术在计算机中制作设计对象的三维虚拟样机，然后利用可视化仿真软件完成虚拟样机的各种物理性能的仿真分析，甚至可以在虚拟环境中进行在现实环境中难以或者根本无法进行的试验，快速分析各设计方案的优劣，最终获得最佳的设计方案。而且，这种技术可以将设计人员的想象与经验融合在设计中，给设计人员提供了极大的发挥空间。虚拟样机技术由于具有开发周期短、设计质量和设计效率高、对市场反应灵活等优势，所以被广泛地应用到了新产品的研发设计之中。

真空断路器工作时，断路器的导体中通过电流从而产生热量。产生的焦耳热能一部分会散失在周围介质中，而另一部分将会对真空断路器进行加热，导致其温度升高，严重时会致使触头熔焊。一般来说，看似光滑的触头表面其实是凹凸不平的，动、静触头只在个别突出的点发生真正的接触，这些接触点被称之为导电斑点。当电流流过触头的接触处时，电流线发生收缩，引起导电斑点附近电流路径的增长，有效导电界面减小，从而产生了接触电阻。对于一般工程应用而言，通常假定动、静触头之间只有一个导电斑点，或者全部的导电斑点在动、静触头之间的中心位置形成一个大的导电斑点。

目前的真空灭弧室内部温度场的仿真方法都是在仿真软件中建立模型，一旦由于设计需要而研究灭弧室的某些参数（如导电桥的半径和高度）对灭弧室内部温度场分布的影响，从而需要连续更改仿真模型参数，就只能不断重新建立模型，以至于延长了灭弧室的设计周期的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前的真空灭弧室内部温度场的仿真方法采用在仿真软件中建立模型，一旦由于设计需要而研究灭弧室的某些参数对灭弧室内部温度场分布的影响，从而需要连续更改仿真模型参数，就只能不断重新建立模型，以至于延长了灭弧室的设计周期的问题，本发明提供一种基于虚拟样机技术的中压真空灭弧室内部温度场的真空灭弧室仿真方法及装置。

本发明的基于虚拟样机技术的中压真空灭弧室内部温度场的真空灭弧室仿真方法，

它包括如下步骤：

用于运用Pro/Engineer软件建立待仿真的真空灭弧室的模型的步骤；

所述真空灭弧室的模型包括真空灭弧室整体结构的模型、真空灭弧室静端组件模型、真空灭弧室动端组件模型、真空灭弧室屏蔽罩模型、母排模型、散热器模型、套接模型和导电桥模型；所述导电桥模型为用于模拟触头之间的电流收缩与焦耳发热的模型；

用于采用Pro/Engineer软件和VC++6.0开发软件建立真空灭弧室模型的内部温度场的仿真分析的虚拟样机的步骤，

用于将待仿真的真空灭弧室的结构设置参数同时导入到所述虚拟样机中，进行真空灭弧室内部温度场的仿真计算，得到真空灭弧室内部温度场的仿真分布结果的步骤；

用于改变虚拟样机中待仿真的真空灭弧室的导电桥的半径和高度，结合获得的相应的真空灭弧室内部的温度场分布，确定待仿真的真空灭弧室的最优结构设置参数的步骤。

基于虚拟样机技术的中压真空灭弧室内部温度场的真空灭弧室仿真装置，用于运用Pro/Engineer软件建立待仿真的真空灭弧室的模型的装置；

所述真空灭弧室的模型包括真空灭弧室整体结构的模型、真空灭弧室静端组件模型、真空灭弧室动端组件模型和真空灭弧室屏蔽罩模型、母排模型、散热器模型、套接模型和导电桥模型；

用于采用Pro/Engineer软件和VC++6.0开发软件建立真空灭弧室模型的内部温度场的仿真分析的虚拟样机的装置，