Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.311

Analysis of AC contactors combining electrical circuits, time-harmonic finite element modeling and experimental work

Amer Mohammad Farhan al-Darabseh student, Institute of Aviation Technologies and Management, Ulyanovsk State Technical University, city of Ulyanovsk
Markova E. V. PhD of economic sciences, associate professor, Institute of Aviation Technologies and Management, Ulyanovsk State Technical University, city of Ulyanovsk
Denisova T. V. PhD of economic sciences, associate professor, Institute of Aviation Technologies and Management, Ulyanovsk State Technical University, city of Ulyanovsk

The article considers additional approaches to calculating the electromagnetic parameters of an industrial AC contactor (AC) designed for 220 W and 60 Hz. Methods of analysis include conventional circuitry derived from measurements of characteristics of the terminal. The duality between interconnected electrical and magnetic circuits is used to calculate the magnetizing reactance of a contactor during a locked switching maneuver and during a closed-core configuration. Parameters obtained from circuit analysis are compared with more accurate estimates of finite element analysis. Special attention is paid to the subtle differences in circuit properties applied to conducting regions containing excitation currents, as well as to areas where the current is actually induced due to changes in the magnetic flux over time. An attempt is made to facilitate the understanding of physical phenomena associated with the presence of eddy currents in shading rings.

Проектирование и производство электромеханических устройств является узкоспециализированным процессом, к которому предъявляются многие требования из-за взаимосвязанного характера электрических, механических и тепловых конструкций. Контакторы – это электромеханические переключатели, используемые в приложениях, требующих процессов «замыкания и размыкания» электрических цепей, таких как стартеры, электромобили, нагреватели и осветительные приборы [1]. В прошлом проектирование и разработка электромеханических контакторов основывались на чрезвычайно простых аналитических моделях, дополненных опытом и интуицией. К тому времени любое изменение параметров устройства будет трудоемким и его трудно будет приспособить с помощью этих традиционных методов разработки. Десятилетие 1980 г. стало свидетелем сокращения числа опытных проектировщиков и одновременно увеличения числа производителей электрооборудования, полагающихся на пакеты автоматизированного проектирования (САПР) в своих процессах разработки. Крупные производственные компании и академические исследовательские группы пережили эту быстро меняющуюся эпоху по-разному, все в зависимости от существующих мощностей и характера оборудования. Например, разработчики электромеханических контакторов и других силовых приводов другого типа чаще использовали системы САПР на основе конечных элементов, чем разработчики асинхронных двигателей. Последний вид электрооборудования всегда было сложнее анализировать с использованием конечных элементов и обычно требовал разумного сбалансированного сочетания классических и численных методов. Некоторые крупные производители разработали свои собственные средства САПР, локальные или удаленные, чтобы помочь им в их задачах проектирования [2]. В качестве альтернативы академические группы разработали свои собственные пакеты САПР и работали вместе с производственными организациями для совместного выполнения широкого спектра экспериментальных и смоделированных работ [3].

Объектом настоящего исследования является характеристика промышленного контактора переменного тока (переменного тока), рассчитанного на 220 Вт и 60 Гц. Фотография, показывающая детали двойного E-магнитного сердечника в закрытом положении, расположение областей воздушного зазора и затенения катушек, показана на рис. 1.

For citation:
Amer Mohammad Farhan al-Darabseh, Markova E. V., Denisova T. V., Analysis of AC contactors combining electrical circuits, time-harmonic finite element modeling and experimental work. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №8 2020. 2020;8.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: