随着国家新能源战略的实施,尤其是新能源汽车及其大功率快充电桩的推进以及航空等各工业的大力发展,高压直流继电器的需求量快速增加,且其性能参数及安全性要求逐步提高,同时低成本也是继电器的优化目标之一。本论文将针对现有高压直流继电器存在的一些问题,设计及分析了一种采用微电机作为驱动动力新型高压直流继电器,即对其结构可行性及其主要的传动机构和触头分断电弧特性及其相关灭弧措施进行了仿真及初步试验分析,具体完成工作如下:1、对现有继电器的类型及特点进行了阐述,即随着新能源汽车等市场对大功率继电器的大规模需求,现有高压直流继电器的电磁驱动方式会存在一定的发展局限性——其激励线圈及永磁铁系统耗材随功率增大而显著增加,其重量、成本及制作难度也相应增加。2、初步完成了微电机驱动式新型高压直流继电器的结构设计方案。即采用有别于传统磁线圈驱动的微型电机作为驱动动力,经齿轮传动实现电极触点闭合与分断过程,其触点间距可到达数倍于传统结构,依据直流电弧的熄灭原理,选取了依靠触点大间距分断、横向磁吹及以一种新型翻板隔断等灭弧方式。结构方案整体设计十分紧凑,可节省大量铜线材料且加工成本较低,可适用电压电流范围大。分析了上述新型直流继电器的触点分断速度与传动机构设计参数的联系,并计算了继电器分断速度100mm/s对应的传动机构具体设计参数。3、采用ANSYS Workbench对设计方案的传动机构做出结构静力学分析,得到设计工况下传动机构的应力及应变分布云图,可知齿轮失效的危险部位,将齿轮组的最大应力值与材料的屈服极限对比。结果表明,传动机构满足设计的强度和变形要求。4、选取直流电压参数为400V/100A对微型电机式直流继电器进行仿真分析,采用COMSOL有限元软件,以磁流体动力学为基础建立了电弧仿真模型,分析了触点分断过程中电弧运动特性,得到了电极触点间距对触点间的电流密度的影响;对不同外加磁场强度和不同分断速度条件下的触点分断电弧运动进行了建模,分析了新型直流继电器不同外加横向磁场强度和分断速度对触点间的气流的影响,分析了电弧温度场分布、电流密度分布及电弧电压等参数;且通过分析对比不同条件下的电弧特性,总结了外加磁场强度、触点分断速度与电弧燃烧之间存在的规律,结果表明,横向磁吹强度及触点分断速度对电弧的影响存在临界饱和值。5、设计了新型直流继电器电气寿命试验方案,对其进行初步寿命试验,试验结果验证了新型直流继电器传动机构的结构合理安全及触点接触性能良好。本论文完成的新型高压直流继电器的设计及初步分析试验,将为微型电机式高压直流继电器的后续研究优化及应用提供理论依据,为新能源等领域的高压继电器产品开拓提供一种新的发展选择。