Análisis y diseño del interruptor automático híbrido de límite de corriente continua de alta corriente de aumento
Autores: Lv, Zhiyong; Wang, Xiangjun; Zhuang, Jinwu; Liu, Luhui; Yuan, Zhifang; Li, Siguang; Wu, Jin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis y diseño del interruptor automático híbrido de límite de corriente continua de alta corriente de aumento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Interruptor de circuito limitador de corriente
Mecanismo de repulsión electromagnética
Circuito de conmutación
Modelo matemático de elementos finitos
Plataforma experimental
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Para resolver el problema de la alta tasa de aumento y el gran valor pico de la corriente esperada del cortocircuito en fallas del sistema de energía CC marino, se propone un esquema de interruptor híbrido de corriente CC basado en un mecanismo de repulsión electromagnética de alta velocidad. Se construye un modelo de selección de parámetros considerando de manera integral la resistencia a corto plazo del tiristor, el volumen del circuito de conmutación y la energía del capacitor, y se obtiene el valor óptimo de los parámetros del circuito de conmutación en un cierto nivel de voltaje. Se establece un modelo matemático de elementos finitos del mecanismo de repulsión electromagnética de alta velocidad acoplando el campo de fuerza electromagnética, lo que permite considerar el proceso de deformación del mecanismo bajo condiciones de alta aceleración. Se adopta el criterio de fluencia de von Mises como condición límite mecánica en el diseño de un mecanismo de repulsión electromagnética de alta velocidad, lo que resuelve el problema del largo tiempo inherente de apertura. Se construye la plataforma de experimentación y se completa el experimento bajo la condición de falla con una tasa de aumento de corriente de 20 A/s. Se obtienen el tiempo de arqueo, tiempo de conmutación, tiempo de recuperación de cero voltios y características de movimiento de contacto, que cumplen con los requisitos de diseño, verifican la efectividad del análisis y sientan una base sólida para una mayor investigación y desarrollo de los interruptores de corriente limitadora para sistemas de CC de voltaje medio.
Descripción
Para resolver el problema de la alta tasa de aumento y el gran valor pico de la corriente esperada del cortocircuito en fallas del sistema de energía CC marino, se propone un esquema de interruptor híbrido de corriente CC basado en un mecanismo de repulsión electromagnética de alta velocidad. Se construye un modelo de selección de parámetros considerando de manera integral la resistencia a corto plazo del tiristor, el volumen del circuito de conmutación y la energía del capacitor, y se obtiene el valor óptimo de los parámetros del circuito de conmutación en un cierto nivel de voltaje. Se establece un modelo matemático de elementos finitos del mecanismo de repulsión electromagnética de alta velocidad acoplando el campo de fuerza electromagnética, lo que permite considerar el proceso de deformación del mecanismo bajo condiciones de alta aceleración. Se adopta el criterio de fluencia de von Mises como condición límite mecánica en el diseño de un mecanismo de repulsión electromagnética de alta velocidad, lo que resuelve el problema del largo tiempo inherente de apertura. Se construye la plataforma de experimentación y se completa el experimento bajo la condición de falla con una tasa de aumento de corriente de 20 A/s. Se obtienen el tiempo de arqueo, tiempo de conmutación, tiempo de recuperación de cero voltios y características de movimiento de contacto, que cumplen con los requisitos de diseño, verifican la efectividad del análisis y sientan una base sólida para una mayor investigación y desarrollo de los interruptores de corriente limitadora para sistemas de CC de voltaje medio.