Modellizzazione e caratterizzazione di attuatori elettromagnetici

The use of electromagnetic actuators with an electronic drive to control the operations in medium voltage switching devices is currently becoming more and more important, substituting other more traditional technologies. They allow to exploit a lot of functionalities, made possible by the interface with modern electronic relays and by the communication with other control systems. These actuators have to perform an action against a mechanical system, with its own requirements, and therefore it is essential that they are well characterized: this activity is the main purpose of the present work. After the definition of the quantities involved in the considered application and consequently of the measurement process, the study of the electromagnetic actuators is developed both through mathematical simulations and by means of experimental activities. In particular, the employment of a specifically assembled automatic test equipment gives the opportunity to characterize the device following a standard procedure, that is also easy to be repeated several times. The experimental results obtained in different operating conditions contribute to the validation of the mathematical model, which can be then exploited to analyze other situations.

L’impiego di attuatori elettromagnetici a controllo elettronico nei comandi delle apparecchiature di manovra e protezione in media tensione sta assumendo progressivamente sempre maggiore rilevanza, in sostituzione delle tecnologie più tradizionali. Essi permettono di sfruttare le numerosissime funzionalità consentite dall’interfaccia con i moderni relè elettronici e dalla comunicazione con altri sistemi di controllo informatizzati. Questi attuatori devono svolgere un’azione su un sistema meccanico con esigenze ben precise ed è quindi indispensabile disporre di un’adeguata caratterizzazione degli stessi, attività che costituisce lo scopo di questo lavoro. Dopo la definizione delle grandezze di interesse per l’applicazione considerata e di conseguenza del processo di misura, lo studio degli attuatori elettromagnetici viene sviluppato sia attraverso simulazioni matematiche che tramite rilievi sperimentali. In particolare, l’utilizzo di un sistema di misura automatico appositamente realizzato consente di svolgere la caratterizzazione seguendo una procedura standardizzata e facilmente ripetibile. I risultati sperimentali, ottenuti analizzando diverse condizioni operative, concorrono a validare il modello matematico, il quale può quindi essere impiegato per lo studio di altre situazioni.