Diseño óptimo y análisis dinámico de un mecanismo de enlace de leva actuado por resorte en un interruptor automático de vacío
Autores: Kang, Yaw-Hong; Huang, Hua-Chih; Yang, Bo-Ya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño óptimo y análisis dinámico de un mecanismo de enlace de leva actuado por resorte en un interruptor automático de vacío
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Mecanismo de compuestos
Interruptor de vacío
Diseño óptimo
Análisis dinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio intentó establecer un diseño óptimo y realizar un análisis dinámico para un mecanismo compuesto de enlace de leva accionado por resorte en un interruptor de circuito al vacío (VCB) de 12 kV y 25 kA. El diseño óptimo del mecanismo VCB implica dos pasos: el primer paso consiste en el diseño óptimo de la rigidez de los resortes de cierre y el perfil de la leva, basado en la curva de movimiento polinómica de tercer orden del seguidor; el segundo paso implica el diseño óptimo de un enlace de cuatro barras. Para minimizar el trabajo sobrante en el mecanismo de operación del VCB, se adoptó la diferencia general entre la fuerza de salida general y la fuerza resistente general del mecanismo de operación del VCB durante la operación de cierre como la función objetivo a minimizar. Además, se empleó el algoritmo de evolución diferencial con la proporción áurea (DE-gr), un algoritmo metaheurístico eficiente y preciso, como método de optimización. El análisis dinámico del mecanismo de operación óptimo se llevó a cabo utilizando un programa codificado en MATLAB y se verificó mediante el software de dinámica multibody MSC-ADAMS. El análisis dinámico reveló que el diseño óptimo del mecanismo VCB puede disminuir considerablemente la velocidad de cierre promedio del contacto móvil y el estrés de Hertz entre la superficie de contacto de la leva y el seguidor de rodillo.
Descripción
Este estudio intentó establecer un diseño óptimo y realizar un análisis dinámico para un mecanismo compuesto de enlace de leva accionado por resorte en un interruptor de circuito al vacío (VCB) de 12 kV y 25 kA. El diseño óptimo del mecanismo VCB implica dos pasos: el primer paso consiste en el diseño óptimo de la rigidez de los resortes de cierre y el perfil de la leva, basado en la curva de movimiento polinómica de tercer orden del seguidor; el segundo paso implica el diseño óptimo de un enlace de cuatro barras. Para minimizar el trabajo sobrante en el mecanismo de operación del VCB, se adoptó la diferencia general entre la fuerza de salida general y la fuerza resistente general del mecanismo de operación del VCB durante la operación de cierre como la función objetivo a minimizar. Además, se empleó el algoritmo de evolución diferencial con la proporción áurea (DE-gr), un algoritmo metaheurístico eficiente y preciso, como método de optimización. El análisis dinámico del mecanismo de operación óptimo se llevó a cabo utilizando un programa codificado en MATLAB y se verificó mediante el software de dinámica multibody MSC-ADAMS. El análisis dinámico reveló que el diseño óptimo del mecanismo VCB puede disminuir considerablemente la velocidad de cierre promedio del contacto móvil y el estrés de Hertz entre la superficie de contacto de la leva y el seguidor de rodillo.