DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.3.01

INVESTIGATIONS OF THE DYNAMICS OF A BISTABLE ELECTROMAGNET WITH IMPROVED CHARACTERISTICS FOR MEDIUM VOLTAGE VACUUM CIRCUIT BREAKERS

E. I. Baida, B. V. Klymenko, S. V. Vyrovets, Michael G. Pantelyat, M. Clemens

Анотація


В статье исследован новый бистабильный электромагнит с высококоэрцитивными постоянными магнитами, который предполагается использовать в качестве актуатора вакуумных выключателей средних напряжений. Приводится теоретическое и экспериментальное исследование усовершенствованной конструкции электромагнита с целью сравнительного анализа его параметров с параметрами имеющейся конструкции. Теоретическое исследование базируется на мультифизической модели, которая включает расчет статического и динамического электромагнитных полей в нелинейной проводящей неоднородной среде с учетом постоянных магнитов, нелинейных уравнений разрядной цепи накопительного конденсатора, нелинейных уравнений движения. Экспериментальные исследования, которые проводились на реальном вакуумном выключателе, показали соответствие параметров нового бистабильного электромагнита расчетным показателям. Направление дальнейших исследований представляются в виде оптимизации геометрии электромагнита и схемы управления.

Ключові слова


бистабильный электромагнит; актуатор; вакуумный выключатель; мультифизическая модель

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


Klymenko B.V. Elektrychni aparaty. Zahalnyi kurs [Electric apparatus. The general course]. Kharkiv, Tochka Publ., 2013. 400 p. (Ukr).

VM1-T. Vacuum circuit-breaker. Available at: https://library.e.abb.com/public/e9408d38c8324932ac60aa9e935e481a/MA_VM1-T(EN)-_1VCD601412%20-%20BA%20543-02.pdf (accessed 06 April 2019).

Klymenko B.V., Bugaychuk V.М., Grechko A.М. A pre-production model of two-position electromagnetic drive for an average-voltage vacuum switch. Electrical engineering & electromechanics, 2005, no. 2, pp. 23-27. (Rus).

Baida E.I. Fuzzy dynamic response of a bistable electromagnetic actuator based on high-coercitivity permanent magnets. Electrical engineering & electromechanics, 2012, no. 5, pp. 18-20. (Rus).

Ro J.-S., Hong S.-K., Jung H.-K. Characteristic analysis and design of a novel permanent magnetic actuator for a vacuum circuit breaker. IET Electric Power Applications, 2013, vol. 7, no. 2, pp. 87-96. doi: 10.1049/iet-epa.2012.0176.

Bayda Ye.I., Vyrovets S.V. Characteristic of monostable actuator starting. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2013, issue 6, pp. 72-77. (Rus).

Klymenko B.V., Vyrovets S.V., Forkun Ya.B. Elektromagnitnyj pryvid [Electromagnetic actuator]. Patent UA, no. 15210, 2006. (Ukr).

Bugaychuk V.M., Klymenko B.V., Varshamova I.S., Grechko O.M. Elektromagnitnyj pryvid [Electromagnetic actuator]. Patent UA, no. 130401, 2018. (Ukr).

Baida E.I. A mathematical model for calculating the dynamics of on-off electromagnetic actuators of medium voltage vacuum circuit breakers. Journal of scientific publications of graduate students and doctoral students, 2013, no. 1, pp. 136-141. (Rus).

Grechko A.M. Experimental research of eddy currents in the magnetic core on dynamic characteristics of the electromagnetic actuator, Bulletin of NTU «KhPI». Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice, 2012, no. 49 (955), pp. 9-17. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Klymenko B.V. Elektrychni aparaty. Zahalnyi kurs [Electric apparatus. The general course]. Kharkiv, Tochka Publ., 2013. 400 p. (Ukr).
  2. VM1-T. Vacuum circuit-breaker. Available at: https://library.e.abb.com/public/e9408d38c8324932ac60aa9e935e481a/MA_VM1-T(EN)-_1VCD601412%20-%20BA%20543-02.pdf (accessed 06 April 2019).
  3. Klymenko B.V., Bugaychuk V.М., Grechko A.М. A pre-production model of two-position electromagnetic drive for an average-voltage vacuum switch. Electrical engineering & electromechanics, 2005, no. 2, pp. 23-27. (Rus).
  4. Baida E.I. Fuzzy dynamic response of a bistable electromagnetic actuator based on high-coercitivity permanent magnets. Electrical engineering & electromechanics, 2012, no. 5, pp. 18-20. (Rus).
  5. Ro J.-S., Hong S.-K., Jung H.-K. Characteristic analysis and design of a novel permanent magnetic actuator for a vacuum circuit breaker. IET Electric Power Applications, 2013, vol. 7, no. 2, pp. 87-96. doi: 10.1049/iet-epa.2012.0176.
  6. Bayda Ye.I., Vyrovets S.V. Characteristic of monostable actuator starting. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2013, issue 6, pp. 72-77. (Rus).
  7. Klymenko B.V., Vyrovets S.V., Forkun Ya.B. Elektromagnitnyj pryvid [Electromagnetic actuator]. Patent UA, no. 15210, 2006. (Ukr).
  8. Bugaychuk V.M., Klymenko B.V., Varshamova I.S., Grechko O.M. Elektromagnitnyj pryvid [Electromagnetic actuator]. Patent UA, no. 130401, 2018. (Ukr).
  9. Baida E.I. A mathematical model for calculating the dynamics of on-off electromagnetic actuators of medium voltage vacuum circuit breakers. Journal of scientific publications of graduate students and doctoral students, 2013, no. 1, pp. 136-141. (Rus).
  10. Grechko A.M. Experimental research of eddy currents in the magnetic core on dynamic characteristics of the electromagnetic actuator, Bulletin of NTU «KhPI». Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice, 2012, no. 49 (955), pp. 9-17. (Rus).




Copyright (c) 2020 E. I. Baida, B. V. Klymenko, S. V. Vyrovets, Michael G. Pantelyat, M. Clemens


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)