有载分接开关是特高压换流变压器中保障系统安全可靠运行和电网调度的关键核心部件^[1-6]. 有载分接开关的主要组成部件包括切换芯子和分接选择器，其中切换芯子是用来切换负载电路的关键部件^[7]. 切换芯子由快速机构和切换机构两大模块组成. 快速机构在外部电机带动下通过储能弹簧先后完成储能过程和释能过程^[8]. 在释能过程中，快速机构通过内部弹簧和机械结构将储能过程中储存的能量通过机械结构短时间内快速释放，带动切换机构进行快速运动^[9-11]. 快速机构的切换特性是指快速机构释放能量过程中机构的位移、速度和加速度等动力学特性，快速机构的切换特性决定有载分接开关的切换成功与否^[12-13]. 为了满足有载分接开关的复杂电气拓扑要求，快速机构要求能够在短时间内完成多个部件的多次切换^[14].

为了保证有载分接开关切换过程中不产生拉弧现象损伤开关结构，切换芯子部分需要整体浸泡在变压器油液中^[15]. 在变压器油液环境下，快速机构会表现出与无变压器油液环境中动作时的不同切换特性；因此，在快速机构的设计过程中，需要对变压器油液环境下的切换特性进行分析研究. 由于快速机构的内部结构和工作环境复杂，难以通过传统的布置应变片传感器或是安置摄像头的方法对快速机构变压器油液环境下的切换过程进行实时监测和研究^[16]. 目前，相关研究方法的成本较高，实施困难，会耗费大量的时间，因此通过仿真分析变压器油液环境中快速机构的切换特性. 近年来，研究者研究了各种油液环境下一些机构的运动. 闫清东等^[17]采用计算流体力学仿真分析和台架试验相结合的方法，分析工作油液温度对液力变矩器动力学特性的影响. 周海滨等^[18]使用Fluent软件对换流变压器有载分接开关进行仿真研究，分析开关切换过程中的油压、油流情况. 综上所述，当前对于有载分接开关中机构在油液环境下切换特性的研究工作较少. 油液环境中有载分接开关快速机构的仿真分析较复杂，需要选用合适的仿真分析方法分析快速机构在油液环境中的切换特性.

移动粒子半隐式(moving particle semi-implicit, MPS)方法在分析计算不可压缩流体的复杂界面流动问题方面具有独特优势，近年来被广泛应用于流体环境下的机械结构运动分析^[19]. 曹文瑾等^[20]使用MPS方法对浮体在静水中的自由振荡问题进行计算，得到浮体尺寸与运动之间的关系. 张建伟等^[21]基于MPS方法，对拱坝中孔泄流冲击作用进行仿真分析. Cheng等^[22]使用MPS方法建立变压器油液环境下有载分接开关凸轮机构的运动仿真分析平台，配合实验，调整仿真参数的设置. MPS方法被考虑用于分析变压器油液环境下有载分接开关快速机构的切换特性.

本文采用MPS方法，对有载分接开关快速机构在油液环境下的切换过程进行仿真分析. 使用Particleworks软件建立该有载分接开关快速机构在油液环境中的动力学仿真模型，研究油液环境下切换的相关影响因素，分析切换过程中受到的油液阻力矩作用，通过流场分析揭示阻力矩变化的原因，为有载分接开关快速机构在油液环境下的切换特性分析提供理论依据.

快速机构是有载分接开关中切换芯子的组成部分之一，快速机构能够带动切换机构在短时间内按照设计时序进行切换，完成有载分接开关的切换任务. 本节主要介绍有载分接开关快速机构的工作原理及新型快速机构的主要结构.

有载分接开关快速机构在特高压换流变压器中的应用示意简图如图1所示.

有载分接开关在工作时，电机通过传动轴驱动分接选择器和切换芯子实现选档和换挡的工作，切换芯子的换挡工作分为快速机构的储能过程和释能过程两部分. 在储能过程中，快速机构将电机传入的动能存储. 在电机转动到一定位置后，快速机构进入释能过程，快速机构将存储的能量转化成动能，带动切换机构在设定时间内完成切换动作.

采用有载分接开关切换芯子的快速机构作为研究对象，制造成本低，机械故障少，结构具有一定的典型性，该快速机构的结构如图2所示^[23].

从图2可知，该有载分接开关的快速机构将储能弹簧固连在曲柄上，在释能过程中通过曲柄和齿轮啮合将储能弹簧存储的能量转化为飞轮的转动动能，实现切换动作.

该快速机构的部件可以在电机驱动下完成如图3所示的切换过程.

图3中的间隙离合结构设计在齿轮Ⅲ上，当曲柄内侧与齿轮Ⅲ的离合结构没有贴合时，曲柄的转动不会带动齿轮Ⅲ和飞轮运动；反之，曲柄的转动可以带动齿轮Ⅲ和飞轮运动. 图3中的锁止机构由棘爪、扳机、吸振块等零部件组成，控制飞轮的锁止和释放. 快速机构通过间隙离合结构和锁止机构，控制快速机构的切换时序.

如图3所示，当电机带动偏心轮进行转动时，快速机构开始切换，在这个过程中，偏心轮带动拨杆转动，拨杆通过推动齿轮Ⅰ的上拨钉带动齿轮Ⅰ转动. 当齿轮Ⅰ转动时，一方面通过与固定在拨杆上的齿轮Ⅱ啮合，带动拨杆转动；另一方面通过下拨钉推动锁止机构动作.

在储能过程中，锁止机构持续动作，曲柄转动压缩储能弹簧，在这个过程中，曲柄与齿轮Ⅲ的间隙离合结构没有贴合，曲柄的转动不会带动齿轮Ⅲ转动. 当锁止机构动作到相应位置释放飞轮时，若间隙离合结构没有贴合，则拨杆继续压缩储能弹簧.

当飞轮被释放，且曲柄转动到与间隙离合结构相贴合时，快速机构进入释能过程，此时储能弹簧释放能量，通过曲柄和间隙离合结构带动齿轮Ⅲ转动，再通过齿轮Ⅲ与齿轮Ⅳ之间的啮合，实现飞轮的转动. 当飞轮转动到位时，锁止机构锁止飞轮，释能过程结束，此时，快速机构带动切换机构完成切换动作.

在有载分接开关快速机构的设计过程中，需要分析有载分接开关快速机构切换过程中飞轮在变压器油液环境中的运动特性. 考虑使用MPS方法研究相关内容，利用基于MPS方法的Particleworks工业化软件，研究有载分接开关快速机构在变压器油液环境下零部件的运动特性.

有载分接开关快速机构在释能过程中，将储能弹簧存储的弹性势能转化成快速机构运动部件的动能和油液阻尼损耗的能量，如下所示：

(1)$ \begin{split} \Delta E{\text{ = }}&{E_{{\text{ini}}}} - {E_{{\text{end}}}} = \frac{{\text{1}}}{{\text{2}}}k\Delta x_1^2 - \frac{{\text{1}}}{{\text{2}}}k\Delta x_2^2= \\ & \frac{1}{2}J{\varOmega ^2}+{E_{\text{k}}}+{E_{{\text{oil}}}}. \end{split} $

式中：$ \Delta E $为储能弹簧在释能过程中释放的弹性势能；$ {E_{{\text{ini}}}} $为储能弹簧释能过程开始时存储的弹性势能，也是储能弹簧储能完成时存储的弹性势能；$ {E_{{\text{end}}}} $为储能弹簧释能过程结束时剩余的弹性势能；$ k $为储能弹簧的刚度系数；$ \Delta {x_{\text{1}}} $、$\Delta {x_2}$分别为储能弹簧储能结束时的压缩量和释能结束时的压缩量；$ {E_{\text{k}}} $为快速机构中齿轮、飞轮和曲柄等运动部件获得的动能；$ J $为快速机构飞轮的转动惯量；$ \varOmega $为飞轮的转动角速度；$ {E_{{\text{oil}}}} $为快速机构在切换过程受到变压器油液作用的能量损耗.

有载分接开关快速机构在变压器油液环境工作时，多个部件在变压器油液中运动，运动过程中受到变压器油液压差阻力的影响. 物体在流体中运动时，流体被物体分开，由于流体内部存在黏滞阻力，导致流体缓慢接近物体，无法及时补充物体排开流体产生的“空腔”，此时物体运动受压力差的影响，使得物体受到压差阻力^[24]. 压差阻力一般与物体在流体中运动速度的二次方成正比：

(2)$ {F_{\text{P}}}{\text{ = }}cv_{{\text{obj}}}^2. $

式中：$ {F_{\text{P}}} $为物体在流体中运动受到的压差阻力；$ c $为流体压差阻尼系数，主要与物体的形状和流体密度、黏度等因素有关；$ {v_{{\text{obj}}}} $为物体在流体中的运动速度.

MPS方法是基于Lagrange粒子的无网格方法，将连续的流体看作有限个流体粒子的相互作用，通过核函数描述各粒子之间的相互作用，采用Lagrange形式的Navier-Stokes方程作为控制方程，使用粒子数密度模型、Gradient算子模型和Laplacian算子模型离散控制方程，通过预估-修正方法解耦并求解控制方程. 该方法通过预估和修正2个步骤，对流体控制方程进行求解. 预估步是考虑外力和边界条件的影响，根据上一步获得的速度信息对粒子的速度和位移进行预估计. 修正步是通过隐式方法求解Poisson方程，得到流体流动的压力场，在考虑压力导致的速度变化情况下，对预估步得到的流体粒子的速度和位移信息进行修正，从而得到粒子当前的信息.

MPS方法采用Lagrange形式的Navier-Stokes方程，如下所示：

(3)$\left.\begin{array}{l}\dfrac{\mathrm{d} \rho}{\mathrm{d} t}=\dfrac{\partial \rho}{\partial t}+\nabla \cdot(\rho \boldsymbol{v})=0 ,\\ \dfrac{\mathrm{d} \boldsymbol{v}}{\mathrm{d} t}=\boldsymbol{f}-\dfrac{1}{\rho} \nabla p+\upsilon \nabla^2 \boldsymbol{v}.\end{array}\right\} $

式中：$ {\boldsymbol{v}} $为流体粒子的速度矢量，$ {\boldsymbol{f}} $为流体的单位质量力，$p$为流体的压力，$\upsilon $为流体的运动黏度系数，$\rho $为流体密度. MPS法在求解式(3)时，利用预估-修正方法引入中间速度，计算式为

(4)$ {{\boldsymbol{v}}_{k+1}} = {{\boldsymbol{v}}^*}+{{\boldsymbol{v}}_k'}. $

式中：${{\boldsymbol{v}}_{k+1}}$为粒子第$k+1$步的速度，$ {{\boldsymbol{v}}^*} $为中间速度，$ {{\boldsymbol{v}}_k'} $为第$k$步压力造成的速度.

(5)$ \left. \begin{gathered} \Delta {{\boldsymbol{v}}^*} = \Delta t({{\boldsymbol{f}}_k}+\upsilon {\nabla ^2}{{\boldsymbol{v}}_k}), \\ {{\boldsymbol{v}}_k'} = - \frac{{\Delta t}}{\rho }\nabla {p_{k+1}}. \\ \end{gathered} \right\} $

式中：$ \Delta {{\boldsymbol{v}}^*} = {{\boldsymbol{v}}^ * } - {{\boldsymbol{v}}_{k}} $，$ {{\boldsymbol{f}}_k} $为第$k$步的外力信息，$\Delta t$为步长时间，$\upsilon $为流体的运动黏度系数，$ {p_{k+1}} $为第$k+1$步的压力.

式(5)中的第1个公式为预估步，可以通过显式计算得到当前粒子不考虑压力变化的速度. 第2个公式为修正步，该式代入不可压缩流体条件，可以得到

(6)$ {\nabla ^2}{p_{{\text{k+1}}}} = - \frac{\rho }{{{{\left( {\Delta t} \right)}^2}}}\frac{{{\rho ^*} - {\rho _{k+1}}}}{{{\rho _{k+1}}}}. $

式中：$ {\rho ^*} $为中间速度对应的中间密度. 式(6)为MPS方法的Poisson方程，可以通过隐式求解压力变化导致的速度变化量，最终通过式(4)得到修正后的粒子运动速度.

Particleworks软件是基于MPS方法的工业仿真软件，可以分析和计算液体环境中的物体与液体之间的相互作用，因此可以用于计算有载分接开关快速机构飞轮在变压器油液中转动受到的油液阻力矩，计算示意图如图4所示.

从图4可知，飞轮在变压器油液中转动受到的油液阻力矩计算公式为

(7)$ {{\boldsymbol{T}}_{{\text{oil}}}}{\text{ = }}\sum\limits_i {{{\boldsymbol{r}}_i} \times {{\boldsymbol{F}}_i}} . $

式中：$ {{\boldsymbol{T}}_{{\text{oil}}}} $为飞轮在变压器油液中转动受到的油液阻力矩；$ {{\boldsymbol{r}}_i} $为飞轮转动中心到飞轮与第$ i $个粒子之间的相互作用点的位矢；$ {{\boldsymbol{F}}_i} $为第$ i $个粒子作用在该作用点上的力，

(8)$ {{\boldsymbol{F}}_i} = - {m_i}\left( { - \frac{{\nabla {p_i}}}{{{\rho _i}}}+{\upsilon _i}{\nabla ^2}{{\boldsymbol{u}}_i}+{{\boldsymbol{S}}_i}} \right). $

其中，$ {m_i} $为流体粒子的质量，$ {{\boldsymbol{S}}_i} $为表面张力.

Particleworks软件可以通过该方法，得到飞轮在变压器油液环境中转动时受到的绕旋转中心的油液阻力矩.

利用多体动力学分析软件，建立如图5所示的快速机构动力学模型. 根据有载分接开关的结构和运动原理，设置各运动部件之间的运动副或接触副.

在多体动力学分析软件中，设置各零件材料、弹簧参数和碰撞参数，部分关键的弹簧参数如表1所示.

有载分接开关快速机构在油液环境下动力学仿真模型的建立是在无油液环境的动力学仿真模型的基础上完成的. 快速机构在油液环境下动力学仿真模型的建立流程如图6所示，需要导入动力学模型、添加油箱和添加变压器油液粒子.

根据图6可知，在建立油液仿真模型的过程中，需要在Particleworks软件中建立油液粒子运动的空间，即油箱模型，本文仿真的油箱模型设置的内径尺寸与实际中有载分接开关使用的油箱一致. 在导入快速机构动力学仿真模型和油箱模型后，须导入变压器油液粒子，本文模拟的是该快速机构浸泡在昆仑KI50X变压器油中工作，需要根据快速机构尺寸和油液温度，导入合适的变压器油液粒子仿真参数. 昆仑KI50X变压器油在40 ℃的环境下工作时的变压器油液运动黏度为7.179 mm²/s，变压器油液密度为882.6 kg/m^3[25]. 变压器油液粒子的关键参数如表2所示，生成粒子后的仿真模型如图6所示，图6中变压器油液粒子设置了一定的透明度.

在快速机构动力学模型的基础上，设置偏心轮的驱动速度为36 °/s，开展仿真分析，得到快速机构部分零部件的运动曲线及飞轮切换特性，如图7、8所示. 图中，θ为飞轮转动角度，t为时间， ω为飞轮转动角速度.

从图7可知，在该有载分接开关快速机构仿真模型中，偏心轮保持匀速转动，有、无变压器油液环境的快速机构在1.6~5.0 s的时间内都处于储能过程，该过程中有、无变压器油液环境的曲柄、齿轮Ⅲ、飞轮的运动和偏心轮驱动力矩相同，且2种环境下的偏心轮最大驱动力矩都为40 N·m，因此，驱动电机的传入驱动凸轮的扭矩至少为40 N·m，才可以保证该快速机构正常完成储能过程和释能过程.

切换过程中飞轮的动力学特性如图8所示. 在储能过程中，曲柄持续转动压缩储能弹簧，而该阶段间隙离合器未贴合，曲柄无法带动齿轮Ⅲ运动. 在5 s后，有、无变压器油液环境的快速机构都进入释能过程. 在释能过程中，间隙离合器贴合，曲柄带动齿轮Ⅲ转动. 从图8可知，释能过程中快速机构的飞轮在有、无变压器油液环境中的运动特性存在差异. 对该有载分接开关快速机构的飞轮在有、无变压器油液环境下的释能过程进行仿真分析.

利用Particleworks软件，对建立的快速机构在油液环境下的动力学模型进行释能过程的仿真计算，将快速机构在变压器油液环境下的释能过程仿真结果与无油液下的仿真结果进行对照，对照结果如图9所示.

从图9可知，有、无变压器油液环境的快速机构在释能过程中，飞轮的整体运动趋势都为被释放后先加速运动，飞轮与吸振块发生碰撞后反向运动，最后锁止块与棘爪碰撞，完成锁止动作. 其中，快速机构的飞轮在变压器油液环境中的运动受到了效果明显的油液阻力矩作用，飞轮的机械切换时间比无油液环境下的切换时间迟滞了7.4 ms，且变压器油液环境下飞轮的最大转动角速度低于无油液环境下的最大转动角速度.

从式(1)可知，快速机构在油液环境下的转动角速度会受到快速机构在变压器油液内切换过程中损耗的能量和储能弹簧储能过程中存储的弹性势能的影响. 其中，快速机构在变压器油液中运动损耗的能量受到变压器油液黏度的影响，储能弹簧储能过程存储的弹性势能受储能弹簧刚度的影响.

储能弹簧刚度是快速机构中的关键参数之一，储能弹簧的刚度决定了储能弹簧能够存储的能量，是快速机构切换速度的决定性因素. 研究40 ℃变压器油液环境下储能弹簧刚度对快速机构机械切换时间的影响.

将表2所示的仿真条件导入Particleworks，开展油液环境动力学仿真分析，结果如表3所示. 表中，$\delta $为黏度，$k$为储能弹簧刚度系数，$ {t_0} $为机械切换时间. 将结果进行拟合，如图10所示.

从图10可知，快速机构在变压器油液环境下的机械切换时间随储能弹簧刚度的增大而减小.

有载分接开关快速机构工作所处的变压器油液黏度、温度差异较大. 有载分接开关快速机构时常工作在不同油液黏度的变压器油液中，大多数快速机构工作在常温下，部分地区的工作环境温度为−30 ℃. 分析有载分接开关快速机构在不同油液黏度、温度的环境中的切换特性.

有载分接开关快速机构工作在昆仑KI50X直流变压器油中，该变压器油在−30 ℃下的变压器油液黏度为715.4 mm²/s，在40 ℃下的变压器油液黏度为7.179 mm²/s^[25]. 为了研究变压器油液黏度对有载分接开关快速机构机械切换时间的影响，仿真条件如表4所示，分别导入快速机构变压器油液的动力学模型. 取粒子直径为5 mm，变压器油液密度为882.6 kg/m³. 储能弹簧刚度系数为21 N/mm，原长为195 mm. 将上述条件导入Particleworks软件中，开展油液环境下的动力学仿真，结果如表4所示. 对结果进行线性拟合，如图11所示.

从图11可知，快速机构机械切换时间随变压器油液黏度的增大而增大. 根据仿真结果拟合得到的数学模型为

(9)$ {t_0} = 0.00{\text{3 27}}\delta +96.{\text{29}}{\text{.}} $

变压器油液黏度会随温度的变化而变化，根据Walther黏温曲线^[26]，可得

(10)$ \ln \;[\ln\; (\delta +0.{\text{8}})]{\text{ = }}a+b\ln T. $

式中：$ T $为变压器油液的绝对温度，$ a $、$ b $为常数.

将昆仑KI50X直流变压器油在−30 ℃和40 ℃下的变压器油液黏度代入式(10)可得，$ a = 26.9 $，$ b = - {\text{ }}4.55 $，即该变压器油的黏温关系为

(11)$ \delta = \exp\; (\exp \;(26.9 - 4.55\lg\; T)) - 0.8. $

将式(11)代入式(9)，可得

(12)$ {t_0} = 0.00{\text{3 27}}\exp\; [\exp \;(26.9 - 4.55\lg\; T)]+ 96.{\text{287}}{\text{.}} $

从式(12)可知，变压器油液温度越低，快速机构的机械切换时间越长. 式(12)对有载分接开关快速机构设计过程中的弹簧选型、工作环境温度控制和有载分接开关故障预警等工作具有指导作用.

有载分接开关快速机构的机械切换时间是快速机构的主要衡量标准之一，但通常需要满足所带动的执行机构的局部切换时间要求，因此快速机构并非机械切换时间越短，快速机构效果越好. 本节所开展的储能弹簧刚度对切换时间影响的分析工作，可以用于指导工程中快速机构储能弹簧设计的参数选取，对后续的工程和仿真都具有指导意义.

在有载分接开关快速机构的切换过程中，变压器油液环境会使飞轮运动过程中受到阻力矩的作用. 为了研究变压器油液环境中快速机构切换所受到的阻力矩作用规律，基于建立的快速机构油液环境下切换的动力学模型，研究切换过程中阻力矩的变化规律，结合流场分析，揭示切换过程中的油液阻尼作用规律.

提取飞轮转动过程中的转动角速度和飞轮受到的绕飞轮转动轴的阻力矩，分析飞轮油液环境下通过动力学仿真得到的动力学特性，如图12所示.

从图12可知，飞轮转动过程中持续受到油液阻力矩的作用，且油液阻力矩随飞轮转动角速度的增加而增大. 由于飞轮转动过程中周围零件布局复杂，当飞轮运动到部分位置时，产生阻力矩的波动. 当飞轮运动至终点位置时，飞轮撞击吸振块并开始减速，此时受到的油液阻力矩达到峰值，之后飞轮受到的油液阻力矩减小并波动.

为了更好地对转动过程中受到的油液阻力矩进行拟合，取飞轮开始转动过程中的角速度较低的部分，对该运动过程中飞轮受到的油液阻力矩进行中值滤波并消去部分抖动，拟合得到飞轮受到的油液阻力矩随飞轮角速度变化的关系图，如图13所示.

图13中，飞轮受到的油液阻力矩随飞轮转动角速度变化的曲线关系式为

(13)$ {T_{{\text{oil}}}} = {\text{0}}{\text{.003}}{\omega ^3}{{ - 0}}{\text{.063 7}}{\omega ^2}+0.585\;7\omega . $

式(13)可以用于代入有载分接开关在无油液环境下的仿真模型，可以缩短仿真时间，对有载分接开关的分析具有重要作用.

在切换过程中，飞轮所受的阻力矩随着转动角速度的增大而增大，且存在较剧烈的波动现象. 为了分析快速机构飞轮转动过程中所受阻力矩的变化原因，提取切换过程中的粒子压力p_p云图，如图14所示. 如图14(a)~(h)所示为飞轮转动过程中的粒子云图变化，如图14(i)~(l)所示为飞轮锁止后的粒子云图变化.

图14(i)~(l)中，飞轮撞击吸振块停止运动，吸振块周围粒子的压力激增并剧烈波动. 这是由于快速机构本身内部飞轮转动的空间较小，而快速机构结构中存在如齿轮、曲柄、立柱等复杂形状的零部件，导致飞轮在快速机构的复杂狭小空间内转动时，油液粒子会因周围的复杂环境作出较复杂的运动，在粒子复杂运动的作用使得图12中飞轮转动过程中的阻力矩存在较大的波动，导致图13中的阻力矩随角速度变化的关系结果存在较大的波动. 在对应飞轮运动结束后，受到的油液阻力矩在短时间内产生较大的波动.

综上所述，在有载分接开关快速机构的切换过程中，飞轮运动方向的前侧压强随着飞轮转动速度的增大而增大，在飞轮转动到部分位置时压强剧烈波动，在飞轮运动结束时，吸振块附近的流场压强激增. 通过流场分析，验证了快速机构切换过程中飞轮受到的油液阻力矩随飞轮转动速度增大而增大的规律，讨论了飞轮所受的阻力矩在部分位置剧烈波动的原因.

基于数值分析方法，对有载分接开关快速机构在油液环境下的切换动力学特性开展仿真分析. 为了验证仿真的准确性和分析结论的正确性，后续开展快速机构在油液环境下切换动力学特性的测试试验. 由于有载分接开关快速机构的内部空间狭小，工作油液环境复杂，切换过程迅速，针对快速机构在油液环境下的动力学测试存在较大的困难. 未来将基于角位移传感器，搭建有载分接开关快速机构在油液环境下切换动力学特性的测试平台. 在该平台上分别开展有载分接开关快速机构在空气中和变压器油液环境下切换的动力学特性测试，结合2种测试结果，分析油液的阻尼作用规律.

（1）变压器油液环境对齿轮、飞轮和曲柄等零部件在储能过程中的运动没有影响，对飞轮在释能过程中的运动存在阻尼作用的影响，使释能过程中飞轮的机械切换时间比无变压器油液环境中的切换时间增长.

（2）通过对比有、无变压器油液环境下有载分接开关快速机构的驱动凸轮受到的扭矩情况，得到在有、无变压器油液的环境下，驱动电机的最小驱动力矩要求相同，为40 N·m.

（3）快速机构的机械切换时间随着变压器油液黏度的增大而变长，随着储能弹簧刚度的增大而减小.

（4）在快速机构的释能过程中，飞轮在变压器油液中受到的转动阻力矩存在波动，通过拟合飞轮在低速转动情况下受油液的阻力矩随转动角速度的变化关系式，说明飞轮受到的转动阻力矩在整体上随着飞轮角速度的增大而逐渐增大. 通过流场分析可知，飞轮受到的阻力矩波动的原因是飞轮转到部分油液流动空间变化较大的位置时，油液对飞轮产生了冲击.