Sprężynowy mechanizm działania
Sprężynowy mechanizm napędowy składa się z czterech części: magazynowania energii sprężyny, konserwacji zamykania, konserwacji otwierania i otwierania.Składa się z około 200 elementów i wykorzystuje energię zmagazynowaną w wyniku naprężenia i skurczu sprężyny do sterowania operacjami zamykania i otwierania wyłącznika. Magazynowanie energii sprężyny odbywa się poprzez działanie mechanizmu redukcyjnego silnika magazynującego energię, natomiast zamykanie i otwieranie wyłącznika jest kontrolowane przez cewki zamykające i otwierające. Dlatego też energia potrzebna do operacji zamykania i otwierania wyłącznika zależy od energii zmagazynowanej w sprężynie i jest niezależna od wielkości siły elektromagnetycznej, co wymaga stosunkowo małych prądów zamykania i otwierania.
Główne zalety mechanizmów-sprężynowych to:
Niskie prądy zamykania i otwierania, eliminujące potrzebę stosowania zasilaczy roboczych o dużej-mocy;
Zdalne magazynowanie energii elektrycznej do elektrycznego zamykania i otwierania lub lokalne ręczne magazynowanie energii do ręcznego zamykania i otwierania, umożliwiające ręczne zamykanie i otwieranie nawet w przypadku braku zasilania operacyjnego lub napędu odmawiającego działania elektrycznego; Szybkie prędkości zamykania i otwierania, niezależne od wahań napięcia zasilania i szybkie automatyczne ponowne zamykanie;
Silnik magazynujący energię o małej mocy, nadający się zarówno do zasilania prądem przemiennym, jak i stałym;
Mechanizmy uruchamiane sprężyną-pozwalają na optymalne dopasowanie przenoszenia energii i umożliwiają stosowanie tego samego mechanizmu operacyjnego w wyłącznikach o różnych specyfikacjach prądu wyłączalnego, po prostu poprzez wybór różnych sprężyn magazynujących energię, co zapewnia doskonałą-opłacalność.
Główne wady mechanizmów-sprężynowych to:
Struktura jest stosunkowo złożona, proces produkcyjny jest złożony, wymagana jest wysoka precyzja obróbki, a koszt produkcji jest stosunkowo wysoki;
Siła robocza jest duża i wymaga dużej wytrzymałości elementów;
Często występują awarie mechaniczne, powodujące awarię mechanizmu operacyjnego, spalenie cewki zamykającej lub wyłącznika krańcowego;
Występuje fałszywe wyłączenie, a czasami po fałszywym wyłączeniu wyłącznik nie może zostać całkowicie otwarty, co uniemożliwia określenie jego położenia zamkniętego lub otwartego;
Charakterystyka prędkości otwierania jest słaba.
Mechanizm napędowy z magnesem trwałym
Mechanizm napędowy z magnesem trwałym wykorzystuje całkowicie nową zasadę działania i konstrukcję, składającą się z magnesu stałego, cewki zamykającej i cewki otwierającej. Eliminuje ruchome ogniwa, urządzenia zwalniające/blokujące i inne elementy występujące w mechanizmach sprężynowych i elektromagnetycznych. Jego prosta konstrukcja i minimalna liczba części (około 50) powodują, że podczas pracy tylko jedna główna część jest ruchoma, co zapewnia wysoką niezawodność. Wykorzystuje magnes trwały do utrzymywania położenia wyłącznika, co czyni go mechanizmem sterowanym elektromagnetycznie,-utrzymywanym na magnesie trwałym i sterowanym elektronicznie.
Zasada działania mechanizmu napędowego z magnesem trwałym: Kiedy cewka zamykająca jest pod napięciem, wytwarza ona strumień magnetyczny w górnej części obwodu magnetycznego w kierunku przeciwnym do kierunku magnesu trwałego. Siła magnetyczna generowana przez superpozycję dwóch pól magnetycznych powoduje, że poruszający się żelazny rdzeń porusza się w dół. Kiedy przesunie się mniej więcej w połowie, w wyniku zmniejszenia szczeliny powietrznej w dolnej części obwodu magnetycznego, linie magnetyczne siły magnesu trwałego przesuwają się do dolnej części. W tym momencie pole magnetyczne cewki zamykającej jest w tym samym kierunku, co pole magnetyczne magnesu trwałego, przyspieszając w ten sposób poruszający się żelazny rdzeń, który przesuwa się w dół i ostatecznie osiąga pozycję zamkniętą. W tym czasie prąd zamykania zanika, a magnes trwały wykorzystuje kanał o niskiej impedancji magnetycznej zapewniany przez ruchome i nieruchome rdzenie żelazne, aby utrzymać ruchomy rdzeń żelazny w stabilnym położeniu zamkniętym. Gdy cewka otwierająca jest pod napięciem, generuje strumień magnetyczny w dolnej części obwodu magnetycznego w kierunku przeciwnym do kierunku magnesu trwałego. Siła magnetyczna generowana przez superpozycję dwóch pól magnetycznych powoduje, że poruszający się żelazny rdzeń porusza się w górę. Kiedy przesunie się mniej więcej do połowy, w wyniku zmniejszenia szczeliny powietrznej w górnej części obwodu magnetycznego, linie magnetyczne siły magnesu trwałego przesuną się do górnej części. W tym momencie pole magnetyczne cewki otwierającej jest w tym samym kierunku, co pole magnetyczne magnesu trwałego, przyspieszając w ten sposób poruszający się żelazny rdzeń, aby przesunął się w górę i ostatecznie osiągnął pozycję otwartą. W tym momencie prąd otwierania zanika, a magnes trwały wykorzystuje kanał o niskiej impedancji magnetycznej zapewniany przez ruchome i nieruchome rdzenie żelazne, aby utrzymać ruchomy rdzeń żelazny w stabilnej pozycji otwartej.
Główne zalety mechanizmów napędowych z magnesami trwałymi to:
Wykorzystują bistabilny mechanizm z podwójną-cewką. Operacje otwierania i zamykania mechanizmu napędowego z magnesami trwałymi realizowane są poprzez cewki otwierające i zamykające. Magnes trwały współpracuje z cewkami, skutecznie rozwiązując problem zapotrzebowania na energię o dużej mocy do otwierania i zamykania. Ponieważ energia pola magnetycznego wytwarzana przez magnes trwały może być wykorzystana do operacji otwierania i zamykania, energia wymagana przez cewki jest zmniejszona, eliminując w ten sposób potrzebę stosowania dużych prądów roboczych.
Ruch-i{1}}w dół ruchomego żelaznego rdzenia za pośrednictwem ramienia korby i izolującego cięgła oddziałuje na ruchome styki wyłącznika próżniowego wyłącznika, powodując otwarcie lub zamknięcie wyłącznika. Zastępuje to tradycyjną metodę blokowania mechanicznego, znacznie upraszczając konstrukcję mechaniczną, redukując materiały eksploatacyjne, obniżając koszty, zmniejszając potencjalne punkty awarii, znacznie poprawiając niezawodność działania mechanicznego i umożliwiając-bezobsługową pracę, co pozwala zaoszczędzić na kosztach konserwacji.
Mechanizm napędowy z magnesem trwałym charakteryzuje się niemal{0}nieprzerwaną siłą magnesu stałego, żywotnością do 100 000 cykli i wykorzystuje siłę elektromagnetyczną do operacji otwierania i zamykania, utrzymując jednocześnie bistabilne położenie dzięki sile magnesu stałego. Upraszcza to mechanizm przekładni, zmniejsza zużycie energii i hałas oraz zapewnia ponad trzykrotnie dłuższą żywotność niż mechanizmy elektromagnetyczne i sprężynowe.
Przełącznik pomocniczy wykorzystuje bezdotykowy,-niepodlegający elementom,-odporny na zużycie i odbijający się-elektroniczny przełącznik zbliżeniowy, który eliminuje problemy ze stykami, zapewnia niezawodne działanie i odporność na zewnętrzne czynniki środowiskowe. Charakteryzuje się również długą żywotnością, wysoką niezawodnością i eliminuje problemy z odbijaniem się styków.
Wykorzystywana jest technologia synchronicznego-przejścia przez zero. Pod kontrolą elektronicznego układu sterowania ruchome i nieruchome styki wyłącznika zamykają się, gdy kształt fali napięcia systemu przekracza zero, i otwierają, gdy kształt fali prądu przekracza zero, generując bardzo małe prądy rozruchowe i przepięcia. Zmniejsza to wpływ pracy na sieć energetyczną i sprzęt. Natomiast działanie mechanizmów elektromagnetycznych i sprężynowych jest losowe, co skutkuje-prądami rozruchowymi i przepięciami o wysokiej amplitudzie, co ma znaczący wpływ na sieć energetyczną i sprzęt.
Mechanizm napędowy z magnesem trwałym może wykonywać lokalne/zdalne operacje otwierania i zamykania, a także funkcje zamykania i ponownego zamykania zabezpieczającego i może być otwierany ręcznie. Ponieważ moc zasilania wymagana do działania jest niewielka, jako bezpośrednie źródło zasilania do wyłączania i zamykania stosuje się kondensator. Kondensator ma krótki czas ładowania, mały prąd ładowania i dużą odporność na uderzenia, a także może nadal wykonywać operacje otwierania i zamykania wyłącznika po przerwie w zasilaniu.
Główne wady mechanizmów napędowych z magnesami trwałymi to:
Nie można ich zamknąć ręcznie. Po utracie mocy roboczej i wyczerpaniu się kondensatora, jeżeli nie można go ponownie naładować, operacja zamykania nie może być ponownie wykonana.
Otwieranie ręczne wymaga wystarczająco dużej początkowej prędkości otwierania, co wymaga znacznej siły; w przeciwnym razie operacja otwierania nie będzie możliwa.
Jakość kondensatorów magazynujących energię jest nierówna i trudna do zagwarantowania.
Trudno jest uzyskać idealną charakterystykę prędkości otwierania.
Trudno jest poprawić moc wyjściową otwierania mechanizmu operacyjnego z magnesami trwałymi.
Porównanie
Funkcje i wymiary | Sprężynowy mechanizm operacyjny | Mechanizm operacyjny z magnesem trwałym |
|---|---|---|
| Dojrzałość technologii | Jest bardzo dojrzały, szeroko stosowany, ma długą historię działania i dużą bazę użytkowników. | Nowsze technologie, choć szybko się rozwijają, brakuje im wystarczającego doświadczenia operacyjnego i-długoterminowego gromadzenia danych. |
| Struktura i niezawodność | Ma złożoną konstrukcję składającą się z setek części, w tym licznych elementów mechanicznych, takich jak korbowody i zatrzaski. Ma wiele potencjalnych punktów awarii i wymaga dużej precyzji produkcji,-materiałów wysokiej jakości i właściwej konserwacji. | Dzięki wyjątkowo prostej konstrukcji i tylko jednej głównej ruchomej części eliminuje potrzebę stosowania mechanicznych urządzeń zwalniających lub blokujących. Zasadniczo ogranicza to źródła awarii, wydłużając żywotność mechaniczną do ponad 100 000 cykli i umożliwiając łatwe-bezobsługowe działanie. |
| Wydajność operacyjna | Ma dużą prędkość roboczą (około 50 ms), ale jego charakterystyka wyjściowa nie jest dobrze dopasowana do wymagań wyłączników próżniowych i musi być kompensowana przez złożony mechanizm krzywkowy. | Charakteryzuje się niezwykle-szybką reakcją (do 20 ms) i charakterystyką wyjściową idealnie dopasowaną do wyłączników próżniowych, co zapewnia wyraźne i czyste działanie. |
| Sterowanie elektryczne | Sterowanie jest proste, a otwieranie i zamykanie opiera się na tradycyjnej cewce elektromagnetycznej sterującej zatrzaskiem. Nie jest wrażliwy na wahania napięcia zasilania i działa stabilnie. | Proces sterowania jest złożony i opiera się na kondensatorach magazynujących energię, urządzeniach energoelektronicznych i inteligentnych sterownikach. Jest podatny na zakłócenia elektromagnetyczne, a stabilność jakości kondensatorów magazynujących energię jest obecnie główną słabością technologiczną. |
| Zasilanie i zużycie energii | Siła zamykania jest magazynowana w sprężynie, więc prądy zamykania i otwierania są małe (1,5 A-2,5 A), a wymagania dotyczące zasilania prądem stałym nie są wysokie. Zdolność magazynowania energii silnika wynosi zaledwie kilkaset watów. | Zapotrzebowanie na moc pomocniczą jest wyjątkowo małe (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| Metody operacyjne | Niezwykle elastyczny. Może być zasilany elektrycznie w celu magazynowania energii i działania lub zasilany ręcznie w celu magazynowania energii i włączania/wyłączania w przypadku braku zasilania, zapewniając duże możliwości pracy awaryjnej. | Ręczne zamykanie i otwieranie nie jest obsługiwane. Chociaż dostępny jest terminal otwierania awaryjnego, do wyzwolenia potrzebny jest zewnętrzny, natychmiastowy sygnał o wysokim natężeniu, co sprawia, że obsługa awaryjna jest niewygodna. |
| Koszt | Ma niższe koszty i znaczną przewagę cenową. | Jest droższy, obecnie kosztuje znacznie więcej niż mechanizmy sprężynowe. |
| Możliwość dostosowania do środowiska | Jest wrażliwy na środowisko; smar może wyschnąć lub ulec zniszczeniu, a części mogą rdzewieć, co wpłynie na niezawodność. | Dzięki prostej konstrukcji i szczelnej konstrukcji można go łatwo dostosować do różnych środowisk, co pozwala mu lepiej radzić sobie w trudnych warunkach. |
Jak wybrać
Jeśli priorytetem jest najwyższa niezawodność i doskonała wydajność oraz dysponujesz wystarczającym budżetem: mechanizm z magnesami trwałymi jest niewątpliwie lepszym wyborem. Szczególnie nadaje się do lokalizacji o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących ciągłości zasilania, trudnych konserwacji (takich jak morskie farmy wiatrowe i obszary odległe) lub częstej pracy. Jego inteligentna funkcja selektywnego zamykania-fazy skutecznie tłumi przepięcia robocze i prądy rozruchowe, dzięki czemu idealnie nadaje się do przełączania baterii kondensatorów i innego sprzętu wrażliwego na procesy przejściowe.
Jeśli Twoje zastosowanie jest ogólne i cenisz dojrzałość technologiczną, kontrolę kosztów i łatwość obsługi: wówczas sprawdzony mechanizm sprężynowy-jest najbezpieczniejszym i najbardziej ekonomicznym wyborem. Ma szerokie zastosowanie w różnych podstacjach, fabrykach, budynkach i innych zastosowaniach ogólnych. Możliwość ręcznej obsługi jest kluczową cechą bezpieczeństwa w sytuacjach awaryjnych, takich jak utrata zasilania podstacji.
Skontaktuj się z nami
Shaanxi Huadian wykorzystał zalety minimalistycznego mechanizmu z magnesami trwałymi, doskonale dopasowując swoją charakterystykę wyjściową do przerywacza próżniowego. Główny obwód operacyjny eliminuje złożone blokady mechaniczne i urządzenia wyzwalające, znacznie ograniczając liczbę części ruchomych i zasadniczo obniżając wskaźnik awaryjności, zapewniając prawdziwą długą żywotność i-bezobsługową pracę. Zachowuje podstawową zaletę mechanizmu sprężynowego w sytuacjach awaryjnych. Nawet w ekstremalnych sytuacjach, takich jak utrata zasilania stacji lub awaria sterownika z magnesem trwałym, nadal można wykonywać operacje zamykania awaryjnego poprzez proste ręczne magazynowanie energii. To nie tylko mechanizm, ale niezawodne „fizyczne zabezpieczenie” w krytycznych momentach. W razie pytań prosimy o kontakt:pannie@hdswitchgear.com.
