Model vakuového zhášedla

Abstract

Diplomová práce se věnuje komplexní problematice řešení elektromagnetického a elektrotepelného modelu vakuového zhášedla metodou konečných prvků, za pomocí výpočetního programu ANSYS. Teoretická část rozebírá podstatu vypínání střídavého proudu ve vakuu a následně popisuje konstrukční provedení vakuových zhášedel. Dále obsahuje rozbor silových a tepelných účinků elektrického proudu, které souvisí s oběma modely. Dle těchto teoretických poznatků je nejprve sestaven geometrický 3D model v kreslícím programu Solidworks a následně je importován do programu ANSYS, který umožňuje práci s fyzikálními poli. Ten byl použit pro sestavení, řešení a vyhodnocení jak elektrotepelného, tak elektromagnetického modelu. Správnost elektrotepelného modelu byla ověřena výpočtem pomocí tepelné sítě. V závěru jsou rozebrány dosažené výsledky a popsány možnosti využití modelů pro optimalizaci zhášedel vakuových vypínačů, dle reálných zadání.

This thesis is dedicated to solving complex problems of electromagnetic and thermoelectric model of the vacuum interrupter by finite element method, using ANSYS software. The theoretical part describes the principle of switching AC current in a vacuum and then describes the design of the vacuum interrupters. It also contains an analysis of force and thermal effects of electric current, which is related to both models. According to these theoretical findings a 3D geometric model in Solidworks drawing software is built, then is imported into ANSYS software, which allows to work with physical fields. This was used to build the solution and evaluation of both thermoelectric and electromagnetic model. Accuracy of thermoelectric model was verified by calculation using the thermal network. In the conclusion are analyzed results and discussed the possibility of using models to optimize the interrupters of vacuum circuit breakers in real tasks.