Розрахунки статичних та динамічних процесів у синхронізуючому валу вакуумного вимикача середніх напруг в процесі вмикання

Автор(и)

  • Євген Байда Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0003-0297-328X
  • Михайло Пантелят Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-1357-2134
  • Артем Кузьмін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2023.2.01

Ключові слова:

вакуумні вимикачі, механічні напруги, деформація вала

Анотація

Важливим напрямком теоретичних досліджень сучасних електричних апаратів, вимикачів та контакторів середніх напруг, є дослідження механічних процесів, які виникають в процесі їх роботи. В першу чергу це пов’язано з достатньо великими зусиллями та прискореннями, що діють на елементи конструкції та синхронізуючий вал таких апаратів в процесі вмикання. У статті на підставі розроблених математичних моделей виконано розрахунки механічних процесів у синхронізуючому валу вакуумного вимикача в статичному та динамічному режимі для абсолютно жорсткого та реального валу та проведено їхній порівняльний аналіз. Результати комп‘ютерного моделювання отримані у табличній та графічній формах в яких наведені дані о статичних та динамічних деформаціях валу, а також механічних зусиллях в його опорах. Показано, що механічна деформація валу викликає зменшення провалу контактів і сил контактного натискання, але при правильно обраному поперечному перетину синхронізуючого валу ці значення незначним чином впливають на роботу самого вимикача (зменшення складає близько 20% і 7% відповідно). Також показано, що в результаті вигину валу в опорах з'являються додаткові осьові зусилля у порівнянні зі спрощеним розрахунком, які істотно впливають на вибір підшипників по еквівалентному статичному навантаженню. Розраховані динамічні зусилля з урахуванням мас контактів та контактних тяг перевищують аналогічні статичні зусилля в 1,3 рази, що також потрібно враховувати при виборі підшипників в яких утримується синхронізуючий вал.

Посилання

Available at: http://www05.abb.com/ Vacuum Circuit Breaker VM1 with electromagnetic actuator (accessed 03 October 2016).

http://www.nbuv.gov.ua/old_jrn/Natural/eie/2011_3/22.pdf/ Modernized vacuum pole breaker with magnetic actuator (accessed 09 November 2016).

B.V. Klimenko, V.M. Bugaichuk, A.M. Grechko. Electromagnetic actuators vacuum circuit breakers medium voltage Bulletin of NTU "KhPІ" , 2004, no. 42, pp. 73 – 80. (Rus).

Klymenko B.V., Grechko A.M., Bugaichuk V.M. The prototype of a two-position electromagnetic actuator vacuum circuit breaker MV – Electrical engineering & electromechanics, 2005, no. 2, pp. 23 – 28. (Rus).

Klymenko B.V., Grechko A.M., Bugaichuk V.M., Vyrovets S.V. High-speed solenoid actuator with the displacement of the magnetic field to the medium voltage vacuum circuit breaker Electrical engineering & electromechanics, 2006, no. 4, pp. 22 – 26. (Rus).

Klymenko B.V., Grechko A.M., Eres'ko A.V. The electromagnetic actuator with magnetic latch for a two-stage vacuum circuit breaker MV – Electrical engineering & electromechanics, 2007, no.6, pp. 40 – 43. (Rus).

Birger I.A. Raschet na prochnost' detalei mashin [Calculation of the strength of machine parts]. Moskow. Mashinostroenie Pabl., 1993. – 639 p.

Maslov G.S. Raschety kolebanii valov: spravochnik [Calculations shaft vibrations: A Handbook] Moscow. Mashinostroenie Pabl, 1980. – 151p. (Rus).

Raschety na prochnost' v mashinostroenii [Calculations of strength in mechanical engineering], Ed. S.D. Ponomarev. Moscow, Mashgiz Pabl, 1959, V. 3. – 1118 p. (Rus).

Groman M.B., Kogaev V.P., Shneiderovich R.M. Valy i osi. Kon-struirovanie i raschet [Shafts and axis. Design and calculation]. Moscow, Mashinostroenie Pabl, 1970. – 320 p. (Rus).

Zenkevich O. Metod konechnykh elementov v tekhnike [The finite element method in the art] Moscow. Mir Pabl, 1975. – 541 p. (Rus).

https://studfile.net/preview/2114396/page:5/

Available at: http://help.solidworks.com/2013/russian/solidworks/cworks/ c_rayleigh_damping.htm Spravka po SolidWorks (accessed 05 November 2016)

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-17

Як цитувати

Байда, Є., Пантелят, М., & Кузьмін, А. (2023). Розрахунки статичних та динамічних процесів у синхронізуючому валу вакуумного вимикача середніх напруг в процесі вмикання. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин I апаратiв. Теорiя I практика, (2 (10), 3–8. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2023.2.01

Номер

№ 2 (10) (2023): Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика

Розділ

Електричні апарати

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.