保险丝延时特性计算机辅助工程分析.PDFVIP

第 43 卷 　增 　刊 ( ) Vol. 43 　Sup. 厦门大学学报 自然科学版 2004 年 8 月 Journal of Xiamen University (Natural Science) Aug. 2004 文章编号 (2004) S35705 保险丝延时特性计算机辅助工程分析 郑珊珊 ,林　麒 (厦门大学机电工程系 ,福建 厦门 361005) 摘要 : 利用有限元软件 ANSYS 对保险丝的延时特性进行计算机辅助工程分析 ,得到单丝型和锡球延时型保险丝的 性能特性. 分析中对保险丝进行了实体建模、有限元建模、加载计算及后处理. 分析结果揭示了锡球延时型保险丝相 对于单丝型保险丝的延时保护作用和规律. 说明 CAE 分析在新产品开发、改进中具有广阔的应用前景. 关键词 : CAE 分析 ;保险丝 ;延时特性 中图分类号: O 241 文献标识码 :A 　　　　　　　　　　　　　　　 　　保险丝是常用的保证电路安全运行的电器元 件 ,也称为熔断器或熔断体[1 ] . 保险丝的性能与质 1 　保险丝实体建模 量问题一直是生产厂家和用户关注的焦点. 由于新 1 . 1 　保险丝的结构 的现代电器产品不断涌现 ,对电路安全的要求也日 保险丝种类很多 ,本文只分析管状保险丝 ,其典 趋复杂和高级 ,所以熔断器面临着加速更新换代的 型的实体结构如图 1 所示[5 ] . 局面. 如果单纯以实验的方法来验证熔断器的性能 , 管状保险丝内的熔断体有多种形式 : 丝状、片 设计周期较长 ,显然不能适应经济建设发展的需求. 状、绕线状等. 丝状熔断体又分单丝和点锡球延时丝 提高熔断器产品研发速度 , 计算机辅助工程 ( ) 形 图 1 . 延时保险丝的延时特性表现在电路出现 ( CAE Computeraided Engineering) 不失为一种 非故障脉冲电流时熔断体保持完好 ,且能承受设定 很好的方法. 本文采用 CAE 技术 ,选择 ANSYS 工 延时时间内的过载. 当开关瞬间的电流大于几倍正 程软件对普通管状保险丝的特性进行计算机模拟分 常工作电流时 ,要求延时保险丝能够承受瞬间冲击 析 ,并对单丝和锡球型延时保险丝的特性进行了比 较 ,分析结果得到了生产厂家的认同. ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、温度 场等多物理场分析于一体的大型通用有限元工程软 件[2 ] . 在热学分析中 ,ANSYS 可进行稳态和瞬态、 线性和非线性分析 ,还具有可以模拟材料固化和熔 解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间 的热 - 结构耦合分析能力[3 、4 ] . 运用 ANSYS 软件分 析保险丝特性包括实体建摸、有限元建摸、热负荷加 载、求解和后处理几个主要步骤 ,为考察保险丝的延 时特性 ,本文对其工作状态进行瞬态分析. 收稿日期 　图 1 　管状保险丝典型的实体结构