Mecanisme de funcionament de molla
El mecanisme de funcionament de la molla consta de quatre parts: emmagatzematge d'energia de molla, manteniment de tancament, manteniment d'obertura i obertura.Comprèn aproximadament 200 components i utilitza l'energia emmagatzemada en la tensió i contracció de la molla per controlar les operacions de tancament i obertura de l'interruptor. L'emmagatzematge de l'energia de la molla s'aconsegueix mitjançant el funcionament del mecanisme de reducció del motor d'emmagatzematge d'energia, mentre que les accions de tancament i obertura de l'interruptor estan controlades per les bobines de tancament i obertura. Per tant, l'energia necessària per a les operacions de tancament i obertura de l'interruptor depèn de l'energia emmagatzemada a la molla i és independent de la magnitud de la força electromagnètica, per la qual cosa requereix corrents de tancament i obertura relativament petites.
Els principals avantatges dels mecanismes-accionats per molla són:
Baixes corrents de tancament i obertura, eliminant la necessitat de fonts d'alimentació operatives d'alta-potència;
Emmagatzematge remot d'energia elèctrica per a tancament i obertura elèctrica, o emmagatzematge d'energia manual local per a tancament i obertura manuals, que permet el tancament i l'obertura manuals fins i tot quan la font d'alimentació operativa no està disponible o el mecanisme operatiu es nega a funcionar elèctricament; Velocitats ràpides de tancament i obertura, no afectades per les fluctuacions de la tensió de la font d'alimentació i tancament automàtic ràpid;
Motor d'emmagatzematge d'energia de baixa potència, utilitzable tant per a CA com per a CC;
Els mecanismes operats per molla{0}}permeten una òptima combinació de transferència d'energia i permeten utilitzar el mateix mecanisme de funcionament per a interruptors automàtics amb diverses especificacions de corrent de ruptura, simplement seleccionant diferents molles d'emmagatzematge d'energia, donant com a resultat una excel·lent rendibilitat-de cost.
Els principals desavantatges dels mecanismes-accionats per molla són:
L'estructura és relativament complexa, el procés de fabricació és complex, es requereix una alta precisió de mecanitzat i el cost de fabricació és relativament elevat;
La força operativa és gran i requereix una gran resistència dels components;
Els errors mecànics són propensos a produir-se, fent que el mecanisme de funcionament no funcioni, cremant la bobina de tancament o l'interruptor de límit;
Es produeix un fals disparament i, de vegades, després d'un fals dispar, l'interruptor no es pot obrir completament, cosa que fa impossible determinar la seva posició de tancament o obertura;
Les característiques de velocitat d'obertura són pobres.
Mecanisme de funcionament d'imants permanents
El mecanisme de funcionament de l'imant permanent empra un principi i una estructura de funcionament completament nous, que consisteixen en un imant permanent, una bobina de tancament i una bobina d'obertura. Elimina els enllaços mòbils, els dispositius d'alliberament/bloqueig i altres components que es troben en els mecanismes de funcionament electromagnètics i de molla. La seva estructura senzilla i el nombre mínim de peces (aproximadament 50) donen lloc a només una peça mòbil principal durant l'operació, cosa que condueix a una gran fiabilitat. Utilitza un imant permanent per mantenir la posició de l'interruptor, el que el converteix en un mecanisme d'operació accionat electromagnèticament, amb un imant permanent-suprimit i controlat electrònicament.
Principi de funcionament del mecanisme de funcionament de l'imant permanent: quan la bobina de tancament s'activa, genera un flux magnètic a la part superior del circuit magnètic en sentit contrari al de l'imant permanent. La força magnètica generada per la superposició dels dos camps magnètics fa que el nucli de ferro en moviment es mogui cap avall. Quan s'ha mogut aproximadament a la meitat, a causa de la reducció de l'entrefer a la part inferior del circuit magnètic, les línies de força magnètiques de l'imant permanent es desplacen a la part inferior. En aquest moment, el camp magnètic de la bobina de tancament es troba en la mateixa direcció que el camp magnètic de l'imant permanent, accelerant així el nucli de ferro en moviment per moure's cap avall i, finalment, arribar a la posició tancada. En aquest moment, el corrent de tancament desapareix i l'imant permanent utilitza el canal d'impedància magnètica baixa proporcionada pels nuclis de ferro mòbils i estacionaris per mantenir el nucli de ferro en moviment en la posició tancada estable. Quan la bobina d'obertura s'activa, genera un flux magnètic a la part inferior del circuit magnètic en sentit contrari al de l'imant permanent. La força magnètica generada per la superposició dels dos camps magnètics fa que el nucli de ferro en moviment es mogui cap amunt. Quan s'ha mogut aproximadament a la meitat, a causa de la reducció de l'entrefer a la part superior del circuit magnètic, les línies de força magnètiques de l'imant permanent es desplacen a la part superior. En aquest moment, el camp magnètic de la bobina d'obertura es troba en la mateixa direcció que el camp magnètic de l'imant permanent, accelerant així el nucli de ferro en moviment per moure's cap amunt i, finalment, arribar a la posició oberta. En aquest moment, el corrent d'obertura desapareix i l'imant permanent utilitza el canal d'impedància magnètica baixa proporcionat pels nuclis de ferro mòbils i estacionaris per mantenir el nucli de ferro en moviment en la posició oberta estable.
Els principals avantatges dels mecanismes de funcionament d'imants permanents són:
Utilitzen un mecanisme biestable de bobina-dual. Les operacions d'obertura i tancament del mecanisme d'operació d'imants permanents s'aconsegueixen mitjançant bobines d'obertura i tancament. L'imant permanent funciona conjuntament amb les bobines, solucionant eficaçment el problema de requerir energia d'alta potència per obrir i tancar. Com que l'energia del camp magnètic proporcionada per l'imant permanent es pot utilitzar per a l'operació d'obertura i tancament, l'energia requerida per les bobines es redueix, eliminant així la necessitat de grans corrents de funcionament.
El moviment amunt{0}}i-avall del nucli de ferro en moviment, mitjançant el braç de la manovella i la barra de tracció aïllant, actua sobre els contactes mòbils de l'interruptor de buit de l'interruptor, realitzant l'obertura o el tancament de l'interruptor. Això substitueix el mètode de bloqueig mecànic tradicional, simplificant molt l'estructura mecànica, reduint consumibles, reduint costos, reduint els possibles punts de fallada, millorant significativament la fiabilitat del funcionament mecànic i permetent un funcionament sense manteniment-, estalviant costos de manteniment.
El mecanisme d'operació de l'imant permanent compta amb una força d'imant permanent gairebé -perpètua, una vida útil de fins a 100.000 cicles i utilitza la força electromagnètica per a les operacions d'obertura i tancament mentre manté una posició biestable amb força d'imant permanent. Això simplifica el mecanisme de transmissió, redueix el consum d'energia i el soroll i ofereix una vida útil més de tres vegades més llarga que els mecanismes de funcionament electromagnètics i de molla.
L'interruptor auxiliar utilitza un interruptor de proximitat electrònic sense contacte,-sense components, sense desgast-i sense rebot-, eliminant els problemes de contacte, assegurant un funcionament fiable i no afectat per factors ambientals externs. També compta amb una llarga vida útil, una alta fiabilitat i elimina els problemes de rebot de contacte.
S'utilitza la tecnologia de commutació de zero-síncrona. Sota el control del sistema de control electrònic, els contactes mòbils i estacionaris de l'interruptor es tanquen quan la forma d'ona de tensió del sistema creua zero i s'obren quan la forma d'ona de corrent creua zero, generant corrents d'entrada i sobretensions molt petites. Això redueix l'impacte de l'operació a la xarxa elèctrica i als equips. En canvi, el funcionament dels mecanismes d'operació electromagnètics i de molla és aleatori, donant lloc a corrents d'irrupció i sobretensions d'amplitud-elevada, provocant un impacte significatiu a la xarxa elèctrica i als equips.
El mecanisme d'operació d'imant permanent pot realitzar operacions d'obertura i tancament local/remota, així com funcions de tancament i tancament de protecció, i es pot obrir manualment. Com que la capacitat de la font d'alimentació necessària per al funcionament és petita, s'utilitza un condensador com a font d'alimentació directa per disparar i tancar. El condensador té un temps de càrrega curt, un corrent de càrrega petit i una forta resistència a l'impacte, i encara pot realitzar operacions d'obertura i tancament al disjuntor després d'un tall de corrent.
Els principals desavantatges dels mecanismes de funcionament d'imants permanents són:
No es poden tancar manualment. Després de perdre la potència de funcionament i esgotar el condensador, si el condensador no es pot recarregar, no es pot tornar a fer l'operació de tancament.
L'obertura manual requereix una velocitat d'obertura inicial prou alta, la qual cosa requereix una força important; en cas contrari, no es pot realitzar l'operació d'obertura.
La qualitat dels condensadors d'emmagatzematge d'energia és inconsistent i difícil de garantir.
És difícil obtenir característiques de velocitat d'obertura ideals.
És difícil millorar la potència de sortida d'obertura del mecanisme d'operació d'imants permanents.
Comparació
Característiques i dimensions | Mecanisme de funcionament de molla | Mecanisme de funcionament d'imants permanents |
|---|---|---|
| Maduresa Tecnològica | És molt madur, s'utilitza àmpliament i té una llarga història de funcionament i una gran base d'usuaris. | Les tecnologies més noves, tot i que es desenvolupen ràpidament, no tenen prou experiència operativa ni acumulació de dades a llarg termini{0}. |
| Estructura i fiabilitat | Té una estructura complexa amb centenars de peces, incloent nombrosos components mecànics com ara bielles i pestells. Té molts punts potencials de fallada i requereix una alta precisió en la fabricació, materials d'alta-qualitat i un manteniment adequat. | Amb una estructura extremadament senzilla i només una part mòbil principal, elimina la necessitat de dispositius d'alliberament o bloqueig mecànics. Això redueix fonamentalment les fonts de fallada, allargant la vida mecànica a més de 100.000 cicles i aconseguint fàcilment un funcionament sense manteniment-. |
| Rendiment operatiu | Té una velocitat de funcionament ràpida (uns 50 ms), però les seves característiques de sortida no s'ajusten bé als requisits dels disjuntors de buit i s'ha de compensar amb un complex mecanisme d'enllaç de lleves. | Compta amb una resposta ultra-ràpida (fins a 20 ms) i característiques de sortida que es combinen perfectament amb els interruptors de buit, donant lloc a una acció nítida i neta. |
| Control elèctric | És senzill de controlar, ja que l'obertura i el tancament es basa en una bobina electromagnètica tradicional per controlar el pestell. No és sensible a les fluctuacions de tensió d'alimentació i funciona de manera estable. | El procés de control és complex i es basa en condensadors d'emmagatzematge d'energia, dispositius electrònics d'alimentació i controladors intel·ligents. És susceptible a interferències electromagnètiques i l'estabilitat de qualitat dels condensadors d'emmagatzematge d'energia és actualment una debilitat tecnològica important. |
| Alimentació i consum d'energia | La potència de tancament s'emmagatzema a la primavera, de manera que els corrents de tancament i obertura són petits (1,5 A-2,5 A) i els requisits per a la font d'alimentació de CC no són elevats. La capacitat d'emmagatzematge d'energia del motor és de només uns pocs centenars de watts. | El requeriment d'energia auxiliar és extremadament petit (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| Mètodes de funcionament | Extremadament flexible. Pot ser alimentat elèctricament per a l'emmagatzematge i funcionament d'energia, o alimentat manualment per a l'emmagatzematge d'energia i encendre/apagar quan no hi ha font d'alimentació, proporcionant una gran capacitat d'operació d'emergència. | El tancament i l'obertura manuals no són compatibles. Tot i que s'ofereix un terminal d'obertura d'emergència, requereix un senyal extern d'alta intensitat instantània per activar-se, cosa que fa que l'operació d'emergència sigui incòmode. |
| Cost | Té uns costos més baixos i un important avantatge de preu. | És més car, actualment costa molt més que els mecanismes de molla. |
| Adaptabilitat ambiental | És sensible al medi ambient; el lubricant es pot assecar o deteriorar i les peces es poden rovellar, afectant la fiabilitat. | És altament adaptable a diversos entorns, gràcies a la seva estructura senzilla i al seu disseny estanc, que li permeten fer front millor a les dures condicions. |
Com triar
Si prioritzeu la màxima fiabilitat i un rendiment superior, i teniu un pressupost suficient: el mecanisme d'imant permanent és sens dubte la millor opció. És especialment adequat per a ubicacions amb requisits extremadament elevats de continuïtat del subministrament d'energia, manteniment difícil (com ara parcs eòlics marí i zones remotes) o un funcionament freqüent. La seva funció de tancament selectiu-de fase intel·ligent suprimeix eficaçment les sobretensions operatives i els corrents d'entrada, el que el fa ideal per canviar bancs de condensadors i altres equips sensibles a processos transitoris.
Si la vostra aplicació és general i valoreu la maduresa tecnològica, el control de costos i la facilitat d'operació: el mecanisme de molla provat en el temps-seguia sent l'opció més segura i econòmica. És àmpliament aplicable a diverses subestacions, fàbriques, edificis i altres aplicacions generals. La seva capacitat d'operació manual és una característica de seguretat crucial en situacions d'emergència com la pèrdua de potència de la subestació.
Contacta amb nosaltres
Shaanxi Huadian ha adoptat els avantatges d'un mecanisme d'imant permanent minimalista, combinant perfectament les seves característiques de sortida amb l'interruptor al buit. El circuit d'operació principal elimina els enclavaments mecànics complexos i els dispositius d'activació, reduint significativament les peces mòbils i reduint fonamentalment la taxa de fallades, aconseguint una llarga vida útil i un funcionament sense manteniment-. Conserva l'avantatge bàsic d'emergència del mecanisme de molla. Fins i tot en situacions extremes, com ara la pèrdua de potència de l'estació o la fallada del controlador d'imants permanents, encara podeu realitzar operacions de tancament d'emergència mitjançant un simple emmagatzematge manual d'energia. Això no és només un mecanisme, sinó una "còpia de seguretat física" fiable en moments crítics. Per a consultes, poseu-vos en contacte amb nosaltres:pannie@hdswitchgear.com.
