Проведено аналіз конструкцій та принципу роботи привідних механізмів сучасних вакуумних вимикачів середньої напруги. У відомих конструкціях вакуумних вимикачів використовуються два типи приводів: пружинно-моторні та електромагнітні. В свою чергу, електромагнітні приводи в залежності від використовуваного типу електромагніту можуть бути моностабільні неполяризовані і поляризовані та бістабільні поляризовані. Пружинно-моторні привідні механізми вимикачів складаються з привідного валу, пружин увімкнення та вимкнення, механізму зводу пружини увімкнення, механічного пристрою ручного спрацьовування, електромагнітів увімкнення та вимкнення для оперативного електричного спрацьовування. Електромагнітні привідні механізми складаються з електромагніту та в залежності від його конструкції можуть бути з поворотною пружиною або без неї. В конструкціях електромагнітних привідних механізмів з поворотними пружинами застосовуються моностабільні поляризовані електромагніти. Особливість конструкцій електромагнітних привідних механізмів з бістабільними електромагнітами полягає у відсутності поворотної пружини та наявності окремих котушок увімкнення та вимкнення. В результаті проведеного аналізу виявлено недоліки кожного з розглянутих типів приводів. Найбільшу цікавість для подальших досліджень представляють електромагнітні привідні механізми з моностабільними поляризованими електромагнітами з поворотною пружиною, що мають тільки одну котушку увімкнення та за рахунок цього зменшують габаритні розміри приводу.Ключові слова: автоматичні вимикачі середньої напруги, пружинно-моторний привідний механізм, електромагнітний привідний механізм, постійні магніти.

Introduction. Recently, in the literature, inductive-dynamic mechanisms (IDMs), known in foreign literature as a Thomson-drive, as a drive for various electrical devices are often researched and developed. The simplicity and reliability of the design, high speed make such devices indispensable in high-speed electrical devices standing in DC networks, in which emergency overcorrects are not limited by the reactance and can reach significant values. The novelty of the proposed work consists in the development of a mathematical model and the study of the Thompson drive, in which a bistable two-position mechanism consisting of a magnetic system with permanent magnets, is used as the final position latches. The movement of objects is carried out by deforming the computational mesh. The problem is a multiphysical one, in which a parallel solution of several tasks of different nature is considered. Purpose. Analysis of the fundamental possibility of creating a switching device with an induction-dynamic drive on the basis of a mathematical model which allows to increase the reliability of the entire mechanism operation and significantly simplify the design. Methods. The solution of the problem was carried out by the Finite Element Method in the COMSOL package in a cylindrical coordinate system. Results. A mathematical model of a new fast-driven induction-dynamic drive with a bistable mechanism, based on the equations of the electromagnetic field, electric circuit, equations of motion, was developed and partially studied. The model allows to calculate the dynamic parameters of the drive based on the initial data. Conclusions. The principal possibility of creating a high-speed actuator of switching devices based on an induction-dynamic mechanism and a polarized bistable mechanism based on permanent magnets is demonstrated. The research directions of the model were determined for the subsequent implementation of the results in experimental samples. References 11, table 1, figures 13.

Приведено конструкцію прямоходового індукційно-динамічного механізму, що застосовується в швидкодіючих брейкерах. Розроблено принципову електричну схему лабораторного стенду з дослідження індукційно-динамічного механізму та розглянуто принцип роботи схеми. Приведено опис елементів електричної схеми. Виготовлено макетний зразок індукційно-динамічного механізму та змонтовано мобільний лабораторний стенд з необхідними апаратами, закріпленими на DIN-рейці та допоміжними аксесуарами. Допоміжні деталі для монтажу елементів стенду виготовлені за допомогою сучасного 3D принтера FLASHFORGE CREATOR PRO. Отримано осцилограми перехідних процесів при спрацьовуванні індукційно-динамічного механізму, а саме: осцилограми струму в обмотці механізму та напруги на накопичувальному конденсаторі та осцилограма переміщення рухомого диску. Лабораторний стенд використовується у навчальному процесі як складова лабораторного практикуму з дисципліни «Електричні апарати». Ключові слова: індукційно-динамічний механізм, котушка, диск, накопичувальний конденсатор. В.В. ЛИТВИНЕНКО ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СРАБАТЫВАНИЯ ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА Приведена конструкция прямоходового индукционно-динамического механизма, применяемого в быстродействующих брэйкерах. Разработана принципиальная электрическая схема лабораторного стенда по исследованию индукционно-динамического механизма и рассмотрен принцип работы схемы. Приведено описание элементов электрической схемы. Изготовлен макетный образец индукционнодинамического механизма и смонтирован мобильный лабораторный стенд с необходимыми аппаратами, закрепленными на DIN-рейке и вспомогательными аксессуарами. Вспомогательные детали для монтажа элементов стенда изготовлены с помощью современного 3D принтера FLASHFORGE CREATOR PRO. Получены осциллограммы переходных процессов при срабатывании индукционнодинамического механизма, а именно: осциллограммы тока в обмотке механизма и напряжения на накопительном конденсаторе и осциллограмма перемещения подвижного диска. Лабораторный стенд используется в учебном процессе как составляющая лабораторного практикума по дисциплине «Электрические аппараты». Ключевые слова: индукционно-динамический механизм, катушка, диск, накопительный конденсатор. V.V. LYTVYNENKO RESEARCH OF THE INDUCTION-DYNAMIC MECHANISM OPERATION CHARACTERISTICS The design of the linear-drive induction-dynamic mechanism used in high-speed breakers is presented. The research mechanism consists of a coil with leads and a moving disk. The coil of the mechanism is wound with copper tape, the disk is made of copper bus and mounted on the rod, which passes through the hole of the coil. A circuit diagram of a laboratory test bench for the study of the induction-dynamic mechanism has been developed and the principle of operation of the circuit has been considered. A description of the electrical circuit elements is given. A prototype model of the induction-dynamic mechanism was manufactured and a mobile laboratory stand was assembled with the necessary devices mounted on a DIN-rail and ancillary a...

In medium voltage vacuum circuit breakers, in order to achieve an even distribution of force along the entire length of the drive shaft, the drive mechanism is made per phase, that is, a separate electromagnet is installed under each pole. The analysis of designs and features of operation of vacuum circuit breakers with a per phase electromagnetic drive is carried out. Deficiencies in the designs of these drives have been identified. The design of a vacuum circuit breaker with a per phase electromagnetic drive and a kinematic diagram of the operation of a vacuum circuit breaker with a monostable polarized electromagnet and a return spring during the closing operation are considered. As a per phase drive, it is proposed to use three monostable polarized electromagnets with return springs, which makes it possible to reduce the overall dimensions of not only the drive electromagnet, but also the vacuum circuit breaker. Moreover, the return spring is not included in the design of the proposed electromagnet, but is part of the circuit breaker drive mechanism. The design of the housing of the vacuum circuit breaker with a per phase drive and a synchronizing shaft has been developed, which makes it impossible for the non-simultaneous closing and opening of the main contacts when performing switching operations. The calculation of a monostable polarized electromagnet is carried out and the possibility of its use as a per-phase drive in a medium voltage vacuum circuit breaker is confirmed.