Fjädermanövermekanism
Fjäderns manövermekanism består av fyra delar: fjäderenergilagring, stängningsunderhåll, öppningsunderhåll och öppning.Den består av cirka 200 komponenter och använder energin som lagras i fjäderns spänning och sammandragning för att styra strömbrytarens stängning och öppning. Lagringen av fjäderenergi uppnås genom driften av energilagringsmotorns reduktionsmekanism, medan strömbrytarens stängnings- och öppningsfunktioner styrs av stängnings- och öppningsspolarna. Därför beror energin som krävs för brytarens stängning och öppning av energin som lagras i fjädern och är oberoende av storleken på den elektromagnetiska kraften, vilket kräver relativt små stängnings- och öppningsströmmar.
De främsta fördelarna med fjäder-manövrerade mekanismer är:
Låga stängnings- och öppningsströmmar, vilket eliminerar behovet av strömförsörjning med hög-effekt;
Fjärrlagring av elektrisk energi för elektrisk stängning och öppning, eller lokal manuell energilagring för manuell stängning och öppning, vilket möjliggör manuell stängning och öppning även när driftströmförsörjningen inte är tillgänglig eller manövermekanismen vägrar att fungera elektriskt; Snabba stängnings- och öppningshastigheter, opåverkade av strömförsörjningsspänningsfluktuationer och snabb automatisk återstängning;
Energilagringsmotor med låg effekt, användbar för både AC och DC;
Fjädermanövrerade-mekanismer möjliggör optimal energiöverföringsmatchning och gör att samma manövermekanism kan användas för strömbrytare med olika brytströmsspecifikationer, helt enkelt genom att välja olika energilagringsfjädrar, vilket resulterar i utmärkt kostnads-effektivitet.
De största nackdelarna med fjäder-manövrerade mekanismer är:
Strukturen är relativt komplex, tillverkningsprocessen är komplex, hög bearbetningsprecision krävs och tillverkningskostnaden är relativt hög;
Driftskraften är stor, vilket kräver hög hållfasthet hos komponenter;
Mekaniska fel är benägna att inträffa, vilket gör att manövermekanismen inte fungerar, vilket bränner ut stängspolen eller gränslägesbrytaren;
Falsk utlösning inträffar, och ibland efter en falsk utlösning kan strömbrytaren inte öppnas helt, vilket gör det omöjligt att fastställa dess stängnings- eller öppningsläge;
Öppningshastighetsegenskaperna är dåliga.
Permanent magnet manövermekanism
Permanentmagnetens manövermekanism använder en helt ny arbetsprincip och struktur, bestående av en permanentmagnet, en stängningsspole och en öppningsspole. Det eliminerar de rörliga länkarna, frigörings-/låsningsanordningarna och andra komponenter som finns i fjäder- och elektromagnetiska manövermekanismer. Dess enkla struktur och minimala antal delar (cirka 50) resulterar i endast en huvudsaklig rörlig del under drift, vilket leder till hög tillförlitlighet. Den använder en permanentmagnet för att bibehålla strömbrytarens position, vilket gör den till en elektromagnetiskt manövrerad, permanent magnet-hållen och elektroniskt styrd manövermekanism.
Funktionsprincipen för permanentmagnetens manövermekanism: När stängningsspolen aktiveras genererar den ett magnetiskt flöde i den övre delen av magnetkretsen i motsatt riktning mot permanentmagnetens. Den magnetiska kraft som genereras av överlagringen av de två magnetfälten får den rörliga järnkärnan att röra sig nedåt. När den har rört sig ungefär halvvägs, på grund av minskningen av luftgapet i den nedre delen av magnetkretsen, skiftar de magnetiska kraftlinjerna för permanentmagneten till den nedre delen. Vid denna tidpunkt är stängningsspolens magnetfält i samma riktning som permanentmagnetens magnetfält, vilket accelererar den rörliga järnkärnan att röra sig nedåt och slutligen når det stängda läget. Vid denna tidpunkt försvinner stängningsströmmen och permanentmagneten använder den låga magnetiska impedanskanalen som tillhandahålls av de rörliga och stationära järnkärnorna för att hålla den rörliga järnkärnan i det stabila stängda läget. När öppningsspolen aktiveras genererar den ett magnetiskt flöde i den nedre delen av magnetkretsen i motsatt riktning mot permanentmagnetens. Den magnetiska kraft som genereras av överlagringen av de två magnetfälten får den rörliga järnkärnan att röra sig uppåt. När den har rört sig ungefär halvvägs, på grund av minskningen av luftgapet i den övre delen av magnetkretsen, skiftar de magnetiska kraftlinjerna för permanentmagneten till den övre delen. Vid denna tidpunkt är öppningsspolens magnetfält i samma riktning som permanentmagnetens magnetiska fält, vilket accelererar den rörliga järnkärnan att röra sig uppåt och slutligen når det öppna läget. Vid denna tidpunkt försvinner öppningsströmmen och permanentmagneten använder den låga magnetiska impedanskanalen som tillhandahålls av de rörliga och stationära järnkärnorna för att hålla den rörliga järnkärnan i det stabila öppna läget.
De främsta fördelarna med permanentmagnetdriftsmekanismer är:
De använder en bistabil, dubbel-spolmekanism. Öppnings- och stängningsoperationerna för permanentmagnetens manövermekanism uppnås genom öppnings- och stängningsspolar. Permanentmagneten fungerar tillsammans med spolarna och löser effektivt problemet med att kräva hög effektenergi för öppning och stängning. Eftersom magnetfältsenergin som tillhandahålls av permanentmagneten kan användas för öppnings- och stängningsoperationen, reduceras energin som krävs av spolarna, vilket eliminerar behovet av stora driftsströmmar.
Upp--och-rörelsen av den rörliga järnkärnan, via vevarmen och den isolerande dragstången, påverkar de rörliga kontakterna på strömbrytarens vakuumbrytare, vilket gör att strömbrytaren öppnas eller stängs. Detta ersätter den traditionella mekaniska låsmetoden, vilket avsevärt förenklar den mekaniska strukturen, minskar förbrukningsvaror, sänker kostnaderna, minskar potentiella felpunkter, förbättrar tillförlitligheten för mekanisk drift avsevärt och möjliggör underhållsfri drift-, vilket sparar på underhållskostnader.
Permanentmagnetens manövermekanism har en nästan-ständig permanent magnetkraft, en livslängd på upp till 100 000 cykler och använder elektromagnetisk kraft för öppnings- och stängningsoperationer samtidigt som den bibehåller en bistabil position med permanentmagnetkraft. Detta förenklar transmissionsmekanismen, minskar energiförbrukningen och buller, och erbjuder en livslängd som är mer än tre gånger längre än elektromagnetiska och fjädermanövrerande mekanismer.
Hjälpomkopplaren använder en kontaktlös, komponent-fri, slitage-fri och studsfri- elektronisk närhetsbrytare, vilket eliminerar kontaktproblem, säkerställer tillförlitlig drift och opåverkad av yttre miljöfaktorer. Den har också en lång livslängd, hög tillförlitlighet och eliminerar problem med kontaktstuds.
Synchronous noll-crossing switching-teknik används. Under kontroll av det elektroniska styrsystemet stänger strömbrytarens rörliga och stationära kontakter när systemspänningsvågformen korsar noll och öppnas när strömvågformen korsar noll, vilket genererar mycket små inkopplingsströmmar och överspänningar. Detta minskar effekten av driften på elnätet och utrustningen. Däremot är driften av elektromagnetiska och fjäderstyrda mekanismer slumpmässigt, vilket resulterar i hög-amplitudstartströmmar och överspänningar, vilket orsakar betydande inverkan på elnätet och utrustningen.
Permanentmagnetens manövermekanism kan utföra lokal/fjärröppning och stängning, såväl som skyddsstängnings- och återstängningsfunktioner, och kan öppnas manuellt. Eftersom strömförsörjningskapaciteten som krävs för driften är liten, används en kondensator som direkt strömförsörjning för utlösning och stängning. Kondensatorn har kort laddningstid, liten laddningsström och stark slagtålighet och kan fortfarande utföra öppnings- och stängningsoperationer på strömbrytaren efter ett strömavbrott.
De största nackdelarna med permanentmagnetdriftsmekanismer är:
De kan inte stängas manuellt. Efter att drifteffekten har tappats och kondensatorn är urladdad, om kondensatorn inte kan laddas om, kan stängningsoperationen inte utföras igen.
Manuell öppning kräver en tillräckligt hög initial öppningshastighet, vilket kräver betydande kraft; annars kan öppningsoperationen inte utföras.
Kvaliteten på energilagringskondensatorerna är inkonsekvent och svår att garantera.
Det är svårt att erhålla idealiska öppningshastighetsegenskaper.
Det är svårt att förbättra öppningsuteffekten för permanentmagnetens manövermekanism.
Jämförelse
Funktioner och mått | Vårens operativa mekanism | Permanent magnetdriftsmekanism |
|---|---|---|
| Teknik Mognad | Den är mycket mogen, flitigt använd och har en lång historia av drift och en stor användarbas. | Samtidigt som nyare tekniker utvecklas snabbt, saknar de tillräcklig operativ erfarenhet och lång-dataackumulering. |
| Struktur och tillförlitlighet | Den har en komplex struktur med hundratals delar, inklusive många mekaniska komponenter som vevstakar och spärrar. Den har många potentiella felpunkter och kräver hög precision i tillverkningen, material av hög-kvalitet och korrekt underhåll. | Med en extremt enkel struktur och endast en rörlig huvuddel eliminerar den behovet av mekaniska frigörings- eller låsanordningar. Detta minskar i grunden felkällorna, förlänger den mekaniska livslängden till över 100 000 cykler och ger lätt underhållsfri-drift. |
| Driftsprestanda | Den har en snabb arbetshastighet (cirka 50 ms), men dess utgångsegenskaper är inte väl matchade med kraven för vakuumbrytare, och den måste kompenseras av en komplex kamlänkmekanism. | Den har ultra-snabb respons (upp till 20 ms) och utgångsegenskaper som är perfekt matchade med vakuumbrytare, vilket resulterar i skarp och ren handling. |
| Elektrisk kontroll | Den är enkel att kontrollera, med öppning och stängning förlitar sig på en traditionell elektromagnetisk spole för att styra spärren. Den är inte känslig för strömförsörjningsspänningsfluktuationer och fungerar stabilt. | Styrprocessen är komplex och förlitar sig på energilagringskondensatorer, kraftelektroniska enheter och intelligenta styrenheter. Det är känsligt för elektromagnetiska störningar, och kvalitetsstabiliteten hos energilagringskondensatorerna är för närvarande en stor teknisk svaghet. |
| Strömförsörjning och strömförbrukning | Stängningseffekten lagras på våren, så stängnings- och öppningsströmmarna är små (1,5A-2,5A), och kraven på likströmsförsörjningen är inte höga. Motorns energilagringskapacitet är bara några hundra watt. | Hjälpeffektbehovet är extremt litet (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| Driftsmetoder | Extremt flexibel. Den kan drivas elektriskt för energilagring och drift, eller manuellt driven för energilagring och slås på/av när det inte finns någon strömförsörjning, vilket ger starka nöddriftsmöjligheter. | Manuell stängning och öppning stöds inte. Även om en nödöppningsterminal finns, kräver den en extern omedelbar högströmssignal för att utlösas, vilket gör nöddrift obekvämt. |
| Kosta | Det har lägre kostnader och en betydande prisfördel. | Den är dyrare och kostar för närvarande betydligt mer än fjädermekanismer. |
| Miljöanpassningsförmåga | Den är känslig för miljön; smörjmedlet kan torka ut eller försämras, och delarna kan rosta, vilket påverkar tillförlitligheten. | Den är mycket anpassningsbar till olika miljöer, tack vare sin enkla struktur och förseglade design, vilket gör att den bättre klarar tuffa förhållanden. |
Hur man väljer
Om du prioriterar ultimat tillförlitlighet och överlägsen prestanda och har en tillräcklig budget: permanentmagnetmekanismen är utan tvekan det bättre valet. Den är särskilt lämplig för platser med extremt höga krav på strömförsörjningskontinuitet, svårt underhåll (som vindkraftsparker till havs och avlägsna områden) eller frekvent drift. Dess intelligenta fas-selektiva stängningsfunktion undertrycker effektivt driftsöverspänningar och inkopplingsströmmar, vilket gör den idealisk för att byta kondensatorbanker och annan utrustning som är känslig för transienta processer.
Om din applikation är allmän och du värdesätter teknisk mognad, kostnadskontroll och enkel användning: då är den tids-testade fjädermekanismen fortfarande det säkraste och mest ekonomiska valet. Den är allmänt användbar i olika transformatorstationer, fabriker, byggnader och andra allmänna tillämpningar. Dess manuella funktionsförmåga är en avgörande säkerhetsfunktion i nödsituationer som strömavbrott i transformatorstationen.
Kontakta oss
Shaanxi Huadian har anammat fördelarna med en minimalistisk permanentmagnetmekanism, som perfekt matchar dess utgångsegenskaper med vakuumbrytaren. Huvuddriftkretsen eliminerar komplexa mekaniska förreglingar och utlösningsanordningar, vilket avsevärt minskar rörliga delar och sänker felfrekvensen i grunden, vilket ger verklig lång livslängd och -underhållsfri drift. Den behåller fjädermekanismens kärna nödfördelar. Även i extrema situationer som strömavbrott eller fel på permanentmagnetkontroller kan du fortfarande utföra nödstängning genom enkel manuell energilagring. Detta är inte bara en mekanism, utan en pålitlig "fysisk backup" i kritiska ögonblick. För frågor, vänligen kontakta oss:pannie@hdswitchgear.com.
