Проектные параметры магнитной системы с полым сердечником однополюсного герметичного контактора постоянного тока

DOI: 10.47026/1810-1909-2023-4-66-73

УДК 621.318.3

ББК 31.264.36

Е.Г. ВАСИЛЬЕВ, И.П. ИВАНОВ, А.В. МИХАЙЛОВ

Ключевые слова

герметичный контактор, броневой электромагнит, проектирование, электромагнитная сила, численное моделирование, проектные параметры, магнитная индукция

Аннотация

Однополюсные герметичные контакторы постоянного тока производятся многими зарубежными электротехническими компаниями, а современные аналоги российского производства отсутствуют. Одной из проблем при создании таких контакторов является проектирование магнитной системы, которой и посвящена статья.

Целью исследования является выявление оптимальных магнитодвижущих и электромагнитных сил броневого электромагнита с полым сердечником.

Материалы и методы. Исследования выполнены на основе магнитной системы контактора EV200 компании Kilovac с учетом возможных уточнений ее геометрических параметров. Расчет электромагнитной силы проведен путем численного моделирования методом конечных элементов в Comsol Multiphysics.

Результаты исследования. Описаны особенности конструкции магнитной системы, применяемой в контакторах фирм Gigavac и Kilovac. Проведены расчетные исследования электромагнитной силы при различных соотношениях геометрических параметров узла «якорь–сердечник», характеризующих отличительные особенности магнитной системы. Получены зависимости электромагнитной силы от конструктивных параметров броневого электромагнита с полым сердечником. По результатам распределения магнитной индукции выполнена оценка правильности выбора параметров магнитной системы.

Выводы. Предложенные подходы расчета электромагнитных и магнитодвижущих сил проверены сопоставлением результатов расчета с данными промышленного образца и могут быть использованы при разработке контакторов российского производства.

Литература

1. ВасильевЕ.Г., Иванов И.П., Самуилов Д.В., Свинцов Г.П. Обобщенные электромагнитные характеристики клапанных электромагнитов модульных контакторов // Вестник Чувашского университета. 2018. № 3. С. 33–43.
2. Лобов Б.Н., Медведев В.В., Чамлай С.В. О влиянии соотношений геометрических параметров электромагнита броневого типа с внутренним воротничком на развиваемые им электромагнитные усилия // Промышленная энергетика. № 1. С. 24–31. DOI: 10.34831/EP.2023.26.40.004.
3. Любчик М.А. Оптимальное проектирование силовых электромагнитных механизмов. М.: Энергия, 1974. 392 с.
4. Никитина О.А. Усовершенствование методик синтеза форсированных втяжных броневых электромагнитов постоянного напряжения: дис. канд. техн. наука. Чебоксары, 2017. 140 с.
5. Bo Zhang, Miao Zhang, Ting Dong. High-Fidelity Digital Twin Modeling Method for Contactor Operation Simulation. 13th International Symposium on Linear Drives for Industry Applications (LDIA). Wuhan, China, 2021, pp. 1–4. DOI: 10.1109/LDIA49489.2021.9505888.
6. Contactors Gigavac. Available at: https://www.sensata.com/products/gigavac-power-contactors-fuses (Accessed Date 2023, July 3).
7. Contactors Kilovac. Available at: https://www.te.com/usa-en/products/brands/kilovac.html?tab=pgp-story (Accessed Date 2023, July 3).
8. High Voltage DC Relay Hongfa. Available at: https://www.hongfa.com/en/Product/List/NewEnergy (Accessed Date 2023, July 3).
9. High-Voltage Contactors TDK. Available at: https://www.tdk-electronics.tdk.com/en/hvc_presentation (Accessed Date 2023, July 3).
10. Naka Y., Shiba Y., Sakurai Y. “SVE135” Sealed High-Voltage Contactor Having High Overcurrent Withstand Capability. Fuji Electric Review, 2017, vol. 63, no. 3, pp. 174–179.
11. Power Relays Kissling. Available at: https://www.te.com/usa-en/products/brands/kissling.html?tab=pgp-story (Accessed Date 2023, July 3).
12. Sakata M., Takemoto T. Simulation Technology Supporting Development of Sealed High-Voltage Contactors. Fuji Electric Review, 2017, vol. 63, no 3, pp. 180–185.

Сведения об авторах

Васильев Евгений Георгиевич – старший научный сотрудник, АО «ВНИИР-Прогресс», Россия, Чебоксары (veg@vniir.ru).

Иванов Иван Петрович – кандидат технических наук, главный научный сотрудник, АО «ВНИИР-Прогресс», Россия, Чебоксары (ipivanov@vniir.ru).

Михайлов Алексей Валерьевич – кандидат технических наук, руководитель направления, АО «ВНИИР-Прогресс»; и.о. заведующего кафедрой электрических и электронных аппаратов, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (avmihailov@vniir.ru).

Формат цитирования

Васильев Е.Г., Иванов И.П., Михайлов А.В. Проектные параметры магнитной системы с полым сердечником однополюсного герметичного контактора постоянного тока // Вестник Чувашского университета. – 2023. – № 4. – С. 66–73. DOI: 10.47026/1810-1909-2023-4-66-73.

Загрузить полный текст статьи