Uchambuzi na Uhusiano wa Mifano ya Mifumo ya Mitaani ya Magneeti ya Kufikia Mara moja kwa Ajili ya RMUs za King'ororozeni

1.Ukubuni wa Mifano ya Ufani wa Kijana

Kwa sababu ya maombi ya juu za kureduce ukubwa katika vifaa vya ring main units vilivyopimwa (RMUs), mifano ya ufani wa kijana moja na uhusiano wa tatu viwanda hazitumaini matarajio yote ya kureduce ukubwa ya vifaa. Kwa hivyo, mifano ya ufani wa kijana iliyoundwa hapa inatumia msimbo wa kutegemea wa tatu viwanda. Kila viwanda la chambani la kuua mapana limo imara pamoja na mwili wa RMU na linahusiana na mifano ya ufani wa kijana kupitia barra ya kutengeneza kwa msimbo wa mstari. Spring ya kutokufungua imeelekezwa kwenye mzunguko wa nguvu wa kila viwanda la mifano ya ufani wa kijana. Msimbo mkuu wa mifano ya ufani wa kijana moja unavyoonekana katika Sura 1, na diagramu ya kutengeneza yake ndani ya RMU vilivyopimwa imeonyeshwa katika Sura 2.

2.Modeli ya Hisabati ya Mzunguko wa Nguzo wa Mifano ya Ufani wa Kijana

Mifano ya ufani wa kijana iliyoundwa hapa yanatumia kanuni ya mifano ya ufani ya kijana yenye namba moja ya ustawi. Inatumia njia ya kukutana kwa kapasita ili kutumia mifano ya ufani wa kijana. Diagramu ya mzunguko imeonyeshwa katika Sura 3, ambapo C inamaanisha kapasita inayotumika kwa kutumia mifano ya ufani wa kijana, R inamaanisha ukingo wa sawa wa mifupa ya mifano ya ufani wa kijana, na L inamaanisha induktansi ya sawa ya mifupa.

Vigezo vya haraka vya mifano ya ufani ya kijana yenye namba moja ya ustawi vinatokana na mfano wa maelezo wa tofauti ambao unavyoonekana katika Tofauti (1):

ambapo i ni mfululizo wa kutokufungua au kutofunga kupitia mifupa (A); u_C ni umeme wa awali wa kapasita ya kutakasa (V); R ni ukingo wa sawa wa mifupa (Ω); C ni kapasita ya kapasita ya kutakasa (F); ψ ni magnetic flux linkage nzima ya mifano ya electromagnetism (Wb); m ni uzito wa sawa wa sehemu zinazohusiana na core iliyopanda (kg); x ni maudhui ya core iliyopanda (m); v ni mafuta ya core iliyopanda (m/s); F_x ni nguvu ya electromagnetism inayohusiana na core iliyopanda (N); F_f ni nguvu ya kutokufungua inayohusiana na core iliyopanda (N). Kutatua mfano huu wa maelezo unaleta vigezo vya haraka vya mifano ya ufani wa kijana.

3.Mlinganyo wa Nguvu za Kutokufungua

Nguvu muhimu za kutokufungua katika circuit breaker wa ring main unit ni pressure ya majengo ya kuua mapana na nguvu ya spring ya kutokufungua ya mifano ya ufani wa kijana. Nguvu hizi za kutokufungua zinamlinganishwa kwa core iliyopanda ya mifano ya ufani wa kijana. Chambani cha kuua mapana lina umbali wa kutokufungua wa 9.5 mm na over-travel wa 2.5 mm, na stroke mzima wa mekanizimu wa 12 mm. Nguvu za spring ya kutokufungua na spring ya majengo yameheshimiwa kulingana na stroke ya haraka ya mifano ya ufani wa kijana, na kuratibu curve wa kutokufungua unapatanishwa kwa taarifa maalum. Nukta za kutokufungua zinavyomlinganishwa zimeonyeshwa katika Meza 1.

4 Uundaji wa Modeli ya Simulation

Vigezo vya haraka vya mifano ya ufani wa kijana yanatumia njia ya finite element method (FEM). Kanuni asili ya FEM ni kugawa nchi ya suluhisho lenye kawaida kwa viwango vingine vya kiwango cha kawaida. Baada ya utambuzi wa viwango vyenye kawaida, kutengeneza kwa kimataifa kinachukuliwa, na masharti ya mpaka yanaelekezwa, na suluhisho la mwisho linapatakiwa kwa kutumia kompyuta. Katika utafiti huu, programu ya simulation ya Ansoft finite element imeatumika kwa kutengeneza modeli ya simulation ya mifano ya ufani wa kijana, na parameta ya madini yake yameelekezwa. Madini ya ufani wa kijana yametolewa kama NdFe35, na madini ya yoke kama steel-1010.

Baada ya hayo, parameta za mifupa zimeelekezwa: umeme wa kutakasa wa kapasita ni 110 V, kapasita ni 0.047 F, resistance DC ya mifupa ni 5 Ω, namba ya mzunguko ni 500, na induktansi ni 0.0143 H. Kwa sababu mifano ya ufani wa kijana ya kutegemea ni ya namba moja, operation ya kutokufungua inatumia nguvu ya spring ya kutokufungua. Kwa hivyo, tu current mdogo wa reverse unahitajika kwa kutengeneza magnetic flux wa reverse ili kurejesha flux uliotengenezwa na ufani wa kijana, kunaweza kutokufungua mekanizimu kwa nguvu ya spring. Ili kupunguza magnetic flux wa reverse unahitajika, baada ya mazingira mengi ya simulation na testing, resistor DC wa 5 Ω ameongezwa kwenye mzunguko wa kutokufungua.

Mwishowe, surface na solid modeling na meshing yamefanyika kwenye mifano ya ufani wa kijana. Mesh ya kawaida kinaeleweka kwa madini muhimu ya magnetic kama vile core iliyopanda, magnetic end caps, yoke, na ufani wa kijana, na mesh ya kawaida kinaeleweka kwa sehemu isiyozingatia magnetic.

5 Tathmini ya Matokeo ya Simulation na Utaratibu

Vigezo vya umeme na mifano ya ufani wa kijana yanatumia Ansoft simulations na test ya vifaa halisi, kwa kutumia closing na opening current na stroke characteristics. Sura 5 inaonyesha closing current curve iliyosimuliwa, na peak current wa 13.2 A. Sura 6 inaonyesha closing current iliyomtazama na oscilloscope, na peak imetathminiwa kama 14.2 A. Sura 7 inaonyesha closing stroke curve iliyosimuliwa, inayotoa closing speed (average speed over the last 6 mm before contact closure) wa 0.8 m/s. Sura 8 inaonyesha closing speed iliyomtazama na oscilloscope, ambayo ni 0.75 m/s. Matokeo yanavyoonyesha kwamba vigezo vya mifano ya ufani wa kijana yenye namba moja ya ustawi yanayoundwa kwa RMU vilivyopimwa yanapatikana kwa matarajio ya switchgear, na takwimu kati ya matokeo ya simulation na utaratibu unapatikana kwenye kiwango cha kabisa cha unda.

6 Muhtasara

Hii ni makala iliyoundwa kwa mifano ya ufani wa kijana yenye namba moja ya ustawi kwa RMU vilivyopimwa. Closing na opening currents na mechanical stroke characteristics ya mekanizimu yameanalysed na kumpangi kwa kutumia computer simulation na test ya vifaa halisi. Matokeo yanavyoonyesha kwamba dynamic characteristic simulation model iliyoundwa inaweza kutumika kama misingi ya hisabati kwa unda ya mifano ya ufani wa kijana halisi. Mifano ya ufani wa kijana yenye namba moja ya ustawi yanafiti kwa kutumika kwa RMU vilivyopimwa, inayotumia current ndogo na performance ya mifano ya ufani bora kama vile closing na opening speeds, kwa kutosha kwa matarajio ya teknolojia. Pia inatoa misingi ya teknolojia kwa maendeleo ya baadaye ya high-voltage synchronous phase selection switches.