[发明专利]智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法、系统及介质

权利要求书

1.一种智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01、获取智能电能表内置负荷开关的衔铁不同角位移α和不同线圈电流值i条件下的线圈磁通量φ₂和电磁吸力矩M_x，得到电磁系统静态数据；

S02、获取衔铁不同角位移α条件下的簧片形变位移Δx、反力F_f和反力矩M_f，得到触簧系统反力静态数据；

S03、基于电磁系统静态数据和触簧系统反力静态数据，采用四阶Runge-Kutta法进行分析，得到动态特性参数条件下的动态特性数据；

S04、对步骤S03中得到的动态特性数据进行分析以评估负荷开关的可靠性。

2.根据权利要求1所述的智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，所述步骤S01的具体过程为：

S11、由负荷开关磁系统结构，依据等效磁路法，建立计及铁芯与衔铁之间漏磁阻的负荷开关等效磁路模型；

S12、依据计及铁芯与衔铁之间漏磁阻的负荷开关等效磁路模型，计算负荷开关等效磁路模型中各工作气隙的磁通值φ_pi；

S13、通过工作气隙对应的截面积S_pi，计算各工作气隙对应的电磁吸力F_i，从而得到电磁吸力矩M_x。

3.根据权利要求2所述的智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，在步骤S13中，电磁吸力F_i通过麦克斯韦电磁力计算公式进行计算：

式中φ_pi表示通过工作气隙的磁通，S_pi表示工作气隙对应的截面积，μ₀表示真空磁导率，μ0＝4π×10-7Wb/(A·m)；

电磁吸力矩Mx为：

M_x＝F₂r₁₂+F₃r₂₁-F₁r₁₁-F₄r₂₂；

其中长左衔铁长r₁₁；长右衔铁长r₂₁；短左衔铁长r₁₂；短右衔铁长r₂₂。

4.根据权利要求1或2或3所述的智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，所述步骤S02中得到反力矩的具体过程为:

S21、将智能电能表内置负荷开关中各层簧片分成n段，建立各层各段对应的数学函数模型；

S22、获取各层各段簧片中的截面弯矩，并结合对应数学模型，得到各层各段簧片的子柔度；

S23、通过各层各段簧片的子柔度，得到各层簧片在受点力处的柔度；

S24、通过各层簧片在受点力处的柔度和刚度，再结合衔铁不同角位移α，得到整体簧片作用于衔铁上的反力矩。

5.根据权利要求4所述的智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，所述步骤S21中，将智能电能表内置负荷开关中各层簧片分成三段，分别为依次连接的直线段S1、曲线段S2和直线段S3。

6.根据权利要求5所述的智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，所述步骤S22中，各层各段簧片的子柔度为：

其中M_wf表示簧片弯矩、E表示簧片的材料弹性模量、I表示簧片截面惯性矩、s表示簧片弧长、P_f为受力点的作用力。

7.根据权利要求6所述的智能电能表内置负荷开关动态特性分析方法，其特征在于，所述步骤S24中，通过各层簧片在受点力处的柔度，得到各层簧片在受点力处的反力，从而得到整体簧片作用于智能电能表内置负荷开关的衔铁上的反力矩。