面对世界能源危机及洁净能源的利用,新能源汽车等新能源产业的不断发展,对高压直流继电器也提出了更高的要求,大功率、小体积、轻量化、分断能力强等是其未来的发展趋势。本论文经对国内外高压直流继电器的产品应用及研制等相关资料的查阅,发现目前广泛应用的直流电磁继电器,由于其采用金属铜线圈产生的电磁力作为电极板的驱动力,达到触头的正常分断启闭及保持工作状态时的触头压紧,其启闭分断间距一般仅为2～3mm。尤其对于高压大电流工况,线圈匝数将成倍增加,因此铜材消耗及继电器的整体重量将显著增加,成本上升。另外传统电磁继电器也存在触头压紧抗振动能力不足、抽真空工艺要求高、灭弧系统复杂等问题。为此,我们提出将微电机驱动式继电器应用于高压直流工况,即采用微电机蜗轮蜗杆作为电极板驱动机构,利用蜗轮蜗杆传动的自锁功能达到电极板与接线柱触头的闭合压紧及保证工作状态的抗振动性能,而且其电极板启闭分断间距可设置达10mm及以上。论文对结构方案做了设计、样品试制及试验,并借助计算机软件就结构各方面的相关问题进行了仿真分析,论文具体完成工作归结如下:1.针对市场应用广泛的100A～200A直流范围继电器设计,论文介绍了新型电机式高压直流继电器结构设计。结构灭弧方式上主要采用大分断间距加磁吹和灭弧翻板,腔体灭弧环境考虑了防尘防水或抽真空加充惰性气体的橡胶圈密封;电机及齿轮传动轴固定采用PBT塑料框架式、密封外壳罩也采用PBT塑料材质,灭弧腔室采用可耐高温的陶瓷材质结构,蜗轮蜗杆及齿轮齿条材质采用POM塑料。2.基于ANSYS Workbench软件对设计的上述新型电机式继电器进行了机构传动动力学及疲劳分析。3.为研究分断间距等参数对新型电机式继电器灭弧的影响,利用多物理场耦合软件Comsol Multiphysics,基于磁流体动力学（MHD）理论建立了直流继电器的二维电弧仿真模型。考虑到分断间距、电流、磁场强度以及分断速度等条件对电弧的影响,分析了电弧的运动特性,得到了适定参数下较为合理的间距、工作电流、磁场强度和分断速度。4.为考察电机式继电器在加工作负载情况下的温度分布,对电机式继电器的接触系统进行了热分析仿真,通过改变仿真的温度条件和电流大小,得到了电机式继电器在不同环境温度及不同电流大小下的稳态温度场分布。5.对电机式继电器样品进行了机械寿命实验、高低温试验及电寿命试验,试验结果表明,其机械寿命可达十万次以上,在高低温极端环境下仍可正常工作,在400V/100A负载下,电寿命可达10000次以上,且接触电阻在允许范围内,陶瓷腔及触点烧蚀并不严重,说明电机式继电器的传动机构及触点设计较为合理,满足继电器的工作要求。