Удосконалення вакуумних контакторів з моностабільними поляризованими електромагнітами

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини й апарати» – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", м. Харків, 2019 р. Дисертаційна робота присвячена удосконаленню вакуумних контакторів середніх напруг з моностабільними поляризованими електромагнітами зокрема щодо зменшення брязкоту головних контактів, що є однією з головних вимог для цих апаратів. Запропоновано і реалізовано концепцію контакторів з бістабільними приводами на базі моностабільних поляризованих електромагнітів з поворотними пружинами. Удосконалено математичну модель зварювання контактів при їх брязкоті. Удосконалено математичну модель процесу увімкнення контактора та проведено розрахунки динамічних характеристик електромагніта. Проведено експериментальні дослідження моностабільного поляризованого електромагніта. Запропоновано і реалізовано концепцію мікропроцесорної гібридної системи керування моностабільними поляризованими електромагнітами на основі використання інтерфейсного реле з двома перемикаючими контактними групами та одного силового транзистора. Розроблено алгоритм роботи мікропроцесорної гібридної системи керування та встановлено мінімальний інтервал між моментами комутації інтерфейсного реле та IGBT транзистора. Розроблено дослідний зразок нового універсального вакуумного контактора. Встановлено, що спрацьовування контактора по датчику положення зменшується загальний час увімкнення та вимкнення контактора.Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences in specialty 05.09.01 – Electric Machines and Apparatus" – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the improvement of medium voltage vacuum contactors with monostable polarized electromagnets, in particular, to reduce the bounce of main contacts, which is one of the main requirements for these apparatus. The concept of contactors with bistable actuators on the basis of monostable polarized electromagnets with rotary springs is proposed and implemented. The mathematical model of contact welding is improved at their bounce. The mathematical model of the process of switching on the contactor is improved and calculations of the dynamic characteristics of the electromagnet are carried out. Experimental investigations of a monostable polarized electromagnet are carried out. The concept of constructing a microprocessor hybrid control system for monostable polarized electromagnets based on the use of an interface relay with two switching contact groups and one power transistor is proposed and implemented. The microprocessor hybrid control system operation algorithm is developed and the minimum interval between the switching points of the interface relay and the IGBT transistor is established. A prototype of a new universal vacuum contactor is developed. It is established that the operation of the contactor by the position sensor decreases the total time of switching on and switching off the contactor.