Веснаробочі механізми, механізми приводу з постійними магнітами та електромагнітні механізми приводу є трьома найважливішими робочими механізмами в автоматичних вимикачах середньої та високої напруги. Вони відповідають за керування діями «розмикання» (роз’єднання ланцюга) і «замикання» (з’єднання ланцюга) автоматичного вимикача.
Нижче я розповім про відмінності та зв’язки між цими трьома.
I. Порівняння основних відмінностей
| Характерні розміри | Пружинний механізм приводу | Робочий механізм постійного магніту | Електромагнітний робочий механізм |
|---|---|---|---|
| Спосіб накопичення енергії | Механічна пружина (пружина закриття/пружина відкриття) | Постійний магніт + конденсатор | Пряма електромагнітна сила, без-компонентів довготривалого зберігання енергії. |
| Принцип роботи | Двигун стискає закриваючу пружину для накопичення енергії та вивільняє енергію для закриття; механізм відкриття працює аналогічно. | Постійний магніт забезпечує утримуючу силу; конденсатор миттєво розряджається, створюючи зворотну електромагнітну силу для відкриття/закриття. | Котушка безпосередньо живиться, створюючи електромагнітну силу для приводу залізного сердечника, безпосередньо завершуючи операцію відкривання/закривання. |
| Швидкість роботи | Відносно швидкий, але обмежений механічним процесом розчеплення пружини. | Надзвичайно швидкий; електромагнітна сила пряма, без проміжних механічних ланок. | Швидкість залежить від величини струму; як правило, повільно, вимагаючи величезних струмів для застосування високої потужності. |
| Енергоспоживання | Низьке енергоспоживання. Двигун накопичувача енергії працює лише на короткий час під час накопичення енергії, що призводить до низького споживання енергії. | Надзвичайно низьке енергоспоживання. Конденсатор миттєво розряджається тільки під час роботи; в іншому випадку він майже не споживає електроенергії. | Високий ККД. Потрібна безперервна подача сильного струму протягом усієї роботи. |
| Структурна складність | Комплекс. Багато механічних частин, таких як кулачки, шатуни, засувки та пружини. | просто. Дуже мало рухомих частин; головним чином рухоме залізне ядро. |
просто. В основному складається з котушки та залізного сердечника. |
| Надійність/Технічне обслуговування | Висока надійність, але значний механічний знос, що вимагає регулярного обслуговування та змащування. | Висока надійність. Відсутність механічного зносу; тривалий цикл-без обслуговування. |
Надійність середня. Електричні компоненти прості, але високий струм висуває високі вимоги до схеми керування. |
| Вартість | Помірна вартість виробництва, зріла технологія та широке застосування. | Вища вартість виробництва (покладається на високо-ефективні постійні магніти на основі неодиму, заліза, бору та інтелектуальних контролерів). |
Вартість виробництва відносно низька, але експлуатаційні витрати (система живлення) можуть бути високими.
|
| Основні програми | Найпоширеніший у галузі середньої напруги, що охоплює вакуумні вимикачі 10-40,5 кВ і деякі елегазові вимикачі. | Підходить для -додатків високого класу в діапазоні середньої напруги (12 кВ–40,5 кВ) і для програм із високими вимогами до продуктивності. | Поступово припиняється, в основному використовується в деяких автоматичних вимикачах низької-напруги або деяких старіших автоматичних вимикачах- і високої-напруги. |
II. Детальне пояснення принципів роботи та характеристик кожного механізму
1. Пружинний механізм приводу
Принцип роботи:
Зберігання енергії: невеликий двигун стискає закриваючу пружину для накопичення енергії, яка підтримується механічним блокуючим пристроєм.
Закривання: електричний сигнал подається на котушку закриття, звільняючи запірний механізм. Енергія замикаючої пружини посилюється через зв’язок і кулачковий механізм, швидко натискаючи на контакти автоматичного вимикача, щоб замкнути коло. Одночасно під час процесу закривання відкривна пружина зазвичай стискається для накопичення енергії.
Відкриття: електричний сигнал подається на котушку відкривання, звільняючи механізм блокування пружини відкриття. Енергія розмикаючої пружини вивільняється, що змушує контакти швидко роз'єднуватися.
Переваги:
Зріла технологія, широке застосування та відносно контрольована вартість.
Після накопичення енергії потужність керування, необхідна для операцій відкриття/закриття, дуже мала (потрібно активувати лише котушку блокування).
Надійність доведена протягом тривалого часу.
Недоліки:
Складна конструкція, багато деталей, високі вимоги до точності виготовлення та складання.
Існують ризики механічного зносу, втоми та заклинювання, що вимагає регулярного обслуговування.
Час дії дещо розосереджено, що робить його менш точним, ніж механізм постійного магніту.
2. Робочий механізм постійного магніту
Принцип роботи:
Стан утримування: ядром механізму є система магнітного кола, що складається з високо-потужного постійного магніту (наприклад, неодим, залізо, бор) і котушки. Магнітна сила, створювана постійним магнітом, стабільно утримує рухомий залізний сердечник у «відкритому» або «закритому» положенні.
Процес дії: коли потрібна робота, батарея конденсаторів великої{0}}ємності миттєво розряджається в котушці.
Закритий: магнітне поле, створене розрядом конденсатора, узгоджується з постійним магнітним полем, посилюючи магнітну силу та приводячи залізний сердечник у закрите положення, де його утримує сила постійного магніту.
Відкритий: конденсатор розряджається у зворотному напрямку, створюючи магнітне поле, яке гасить або змінює постійне магнітне поле, послаблюючи утримуючу силу. Під дією розмикаючої пружини або конструкції самого магнітного кола залізний сердечник швидко переміщується у відкрите положення та утримується силою постійного магніту.
Переваги:
Надзвичайно проста конструкція лише з однією рухомою частиною, практично без механічного зносу, справді не потребує-обслуговування.
Швидка робоча швидкість, низька дисперсія та стабільна продуктивність.
Надзвичайно низьке енергоспоживання, живлення лише від конденсатора в момент роботи.
Недоліки:
Високі вимоги до характеристик матеріалів постійного магніту (наприклад, коерцитивна сила та стійкість до високих-температур) і контролера, що призводить до вищих витрат.
Існує ризик «розмагнічування» (хоча сучасні матеріали значно покращили це), і як тільки розмагнічування відбудеться, механізм вийде з ладу.
Схема керування є відносно складною та базується на надійній зарядці конденсаторів.
3. Електромагнітний робочий механізм
Принцип роботи:
Великий струм подається безпосередньо на котушку замикання або розмикання.
Котушка генерує сильну електромагнітну силу, безпосередньо притягуючи або штовхаючи залізний сердечник, таким чином керуючи контактами автоматичного вимикача для завершення операції розмикання або замикання.
Після завершення операції струм припиняється, електромагнітна сила зникає, і механізм утримується в кінцевому положенні механічними засувками або іншими засобами.
Переваги:
Простий принцип, низька вартість виробництва.
Пряма дія, без складних проміжних ланок накопичення та передачі енергії.
Недоліки:
Величезне енергоспоживання! Потрібен джерело постійного струму великої{0}}ємності або робоче джерело живлення, щоб забезпечити сотні ампер миттєвого струму.
Сильна залежність від робочого джерела живлення; коливання потужності безпосередньо впливають на продуктивність.
Сильний удар і високий шум під час роботи.
Через ці фатальні недоліки його в основному замінили пружинні механізми та механізми з постійними магнітами в системах середньої та високої напруги.
III. Відносини між трьома
Основна функція:Ці три механізми мають однакову основну мету: забезпечити необхідну механічну енергію для операцій розмикання та замикання автоматичного вимикача, забезпечуючи швидку та надійну роботу.
Природа перетворення енергії:По суті, всі три перетворюють електричну енергію в механічну. Пружинний механізм перетворює електричну енергію в механічну (наприклад, електрична енергія → механічна енергія двигуна → потенціальна енергія пружини → кінетична енергія); механізм постійного магніту перетворює електричну енергію (наприклад, конденсатор) в електромагнітну енергію в кінетичну; і електромагнітний механізм перетворює електричну енергію (безпосередньо) в електромагнітну енергію в кінетичну енергію.
Технологічний розвиток:Вони представляють шляхи технологічного розвитку робочих механізмів:
Електромагнітні механізми були ранньою технологією, яку поступово припинили через високе споживання енергії.
Пружинні механізми, як технологія другого-покоління, розв’язали проблему споживання енергії за допомогою «попередньо{1}}збереженої енергії», ставши основною тенденцією за останні кілька десятиліть.
Механізми з постійними магнітами є технологією третього-покоління, яка забезпечує високу надійність і{1}}необслуговування завдяки спрощеній механічній структурі, і представляють поточний напрям розвитку.
Гібридні програми:Гібридні технології також можна побачити в деяких конструкціях. Наприклад, деякі механізми з постійними магнітами можуть бути доповнені невеликими пружинами для буферизації ланцюга в кінці процесу відключення або для забезпечення надійності, але це не змінює факту, що вони засновані на приводі з постійними магнітами.
Підсумовуючи
Механізми з пружинним-приводом наразі є найпоширенішим і технологічно зрілим основою, що забезпечує високу-рентабельність, але потребує обслуговування.
Механізми, що працюють-на постійних магнітах, являють собою майбутнє технології, відомі своєю високою надійністю,{1}}необслуговуванням і тривалим терміном служби, що робить їх особливо придатними для інтелектуальних електромереж із високими вимогами до обслуговування, але з вищими початковими витратами.
Електромагнітні механізми-застаріли або обмежені застосуванням низької-низької-напруги через значне споживання енергії та суворі вимоги до електропостачання.
Вибираючи розподільний пристрій, необхідно всебічно враховувати вартість, вимоги до надійності, можливості обслуговування та загальний рівень інтелекту розподільного пристрою.
При кожному підключенні та відключенні електромережі надійні робочі механізми забезпечують її стабільність і безпеку. Компанія Shaanxi Huadian, глибоко вкорінена в родючий ґрунт енергетичної промисловості Китаю, використовує десятиліття майстерності та накопичення технологій, щоб зосередитися на дослідженнях, розробці та виробництві пружинних і постійних магнітних робочих механізмів для застосувань середньої та високої напруги, надаючи ефективні, стабільні та -необслуговувані робочі рішення для клієнтів у всьому світі. зацікавлені? Будь ласка, зв'яжіться з нами!
Електронна пошта:pannie@hdswitchgear.com.
Whatsapp/Wechat:+8618789455087
