다물체 동역학 해석 기법을 이용한 스프링타입 진공회로차단기의 최적 설계에 관한 연구
- Alternative Title
- Optimum design of spring type Vacuum Circuit Breaker by using multibody dynamics techniques
- Abstract
- Since the performance of the vacuum circuit breaker (VCB) mainly depends on the spring operating mechanism, the analysis of the spring operating mechanism is required for advanced designs. In this study, the static stiffness of springs were captured by using a material testing machine. The test results were then used to model the springs in a computer simulation. The multi-body dynamic model by using the RecurDyn program was established. The dynamic model was verified by comparing the simulation results with the experiments according to stem displacements and rotating angle of break shaft. After verification of the model, minumum spring stiffness of closing spring is defined and the cam profile is optimized through the multibody dynamics simulation in order to improve the performance of the closing mechanism.
- Issued Date
- 2012
- Awarded Date
- 2012. 2
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Alternative Author(s)
- Jang, Jin Seok
- Department
- 대학원 메카트로닉스공학과
- Advisor
- 손정현
- Table Of Contents
- Abstract Ⅵ
1. 서 론 1
1.1. 연구 배경 1
1.2. 연구 동향 2
1.3. 연구목적 및 내용 3
2. 진공회로차단기의 동역학 모델링 4
2.1. 진공회로차단기의 구성 4
2.2. 강체모델링 5
2.2.1. 주요 링크요소 5
2.2.2. Joint 및 스프링 8
2.2.3. 연결 메커니즘 10
2.3. 탄성체 모델링 15
2.3.1. MSC/Patran, Nastran을 이용한 유한요소 모델링 15
2.3.2. Nastran 을 이용한 mode 해석결과 15
3. 진공회로차단기의 구동시험 20
3.1. 시험장치 및 시험방법 20
3.1.1. 가속도 측정 21
3.1.2. 변형률 측정 26
3.1.3. 각 변위 측정 29
3.1.4. 레이저 변위 측정 30
3.2. 시험조건 31
3.3. VCB 구동 시험 31
3.3.1. closing mechanism 32
3.3.2. opening mechanism 36
3.4. 스프링 특성시험 39
3.4.1. 시험 개요 39
3.4.2. closing 스프링 test 42
3.4.3. trip 스프링 시험 43
3.4.4. contact 스프링 시험 44
4. 시험과 시뮬레이션의 비교검증 46
4.1. 동적응답특성 비교 47
4.1.1. opening mechanism의 거동특성 비교 47
4.1.2. closing mechanism의 거동특성 비교 49
4.2. 탄성체 모델과 시험의 비교 52
4.3. 스프링 변경 시험과 시뮬레이션 비교 54
4.3.1. 교체 스프링의 Static test 및 Case 분류 54
4.3.2. 스프링변경 시험 과 시뮬레이션 비교 56
5. 진공회로 차단기의 최적설계 57
5.1. 투입 스프링의 최소 강성설계 57
5.2. 캠윤곽의 최적설계 59
5.2.1. 캠 운동 분석 59
5.2.2. 캠 윤곽의 최적설계방안 61
5.2.3. 최적설계 알고리즘 65
5.2.4. 캠윤곽 최적설계 결과 67
6. 결론 69
참고문헌 70
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