Vårdriftsmekanismer, permanentmagnetdriftsmekanismer og elektromagnetiske driftsmekanismer er de tre mest avgjørende driftsmekanismene i middels og høyspenningsbrytere. De er ansvarlige for å kontrollere effektbryterens "åpning" (frakobling av kretsen) og "lukking" (kobling av kretsen) handlinger.
Nedenfor vil jeg utdype forskjellene og sammenhengene mellom de tre.
I. Sammenligning av kjerneforskjeller
| Karakteristiske dimensjoner | Vårdriftsmekanisme | Driftsmekanisme for permanent magnet | Elektromagnetisk betjeningsmekanisme |
|---|---|---|---|
| Energilagringsmetode | Mekanisk fjær (lukkefjær/åpningsfjær) | Permanent magnet + kondensator | Direkte elektromagnetisk kraft, ingen-langsiktig energilagringskomponenter. |
| Arbeidsprinsipp | Motoren komprimerer lukkefjæren for å lagre energi, og frigjør energien for å drive lukking; åpningsmekanismen fungerer på samme måte. | Den permanente magneten gir holdekraften; kondensatoren utlades øyeblikkelig, og genererer en omvendt elektromagnetisk kraft for å drive åpningen/lukkingen. | Spolen er direkte energisert, og genererer elektromagnetisk kraft for å drive jernkjernen, og fullfører åpningen/lukkingen direkte. |
| Driftshastighet | Relativt rask, men begrenset av den mekaniske prosessen med fjærutløsning. | Ekstremt rask; den elektromagnetiske kraften er direkte, uten mellomliggende mekaniske koblinger. | Hastighet avhenger av gjeldende størrelse; generelt sakte, og krever store strømmer for høyeffektapplikasjoner. |
| Energiforbruk | Lavt strømforbruk. Energilagringsmotoren fungerer kun et kort øyeblikk under energilagring, noe som resulterer i lavt strømforbruk. | Ekstremt lavt strømforbruk. Kondensatoren utlades øyeblikkelig bare under drift; ellers bruker den nesten ingen strøm. | Høy effektivitet. Krever kontinuerlig høy strømforsyning gjennom hele driften. |
| Strukturell kompleksitet | Kompleks. Mange mekaniske deler, som kamre, koblingsstenger, låser og fjærer. | Enkel. Svært få bevegelige deler; hovedsakelig en bevegelig jernkjerne. |
Enkel. Består primært av en spole og jernkjerne. |
| Pålitelighet/vedlikehold | Høy pålitelighet, men betydelig mekanisk slitasje, som krever regelmessig vedlikehold og smøring. | Høy pålitelighet. Ingen mekanisk slitasje; lang vedlikeholds-fri syklus. |
Pålitelighet er moderat. Elektriske komponenter er enkle, men den høye strømmen stiller høye krav til styrekretsen. |
| Koste | Moderate produksjonskostnader, moden teknologi og bred bruk. | Høyere produksjonskostnader (avhenger av-høyytelses permanentmagneter av neodymjernbor og intelligente kontrollere). |
Produksjonskostnadene er relativt lave, men driftskostnadene (strømforsyningssystem) kan være høye.
|
| Hovedapplikasjoner | Den mest mainstream i mellomspenningsfeltet, som dekker 10kV-40,5kV vakuumbrytere og noen SF6-strømbrytere. | Egnet for høye-applikasjoner i mellomspenningsområdet (12kV-40,5kV) og for applikasjoner med høye ytelseskrav. | Fases gradvis ut, hovedsakelig brukt i enkelte lavspente strømbrytere eller visse eldre middels- og høy-strømbrytere. |
II. Detaljert forklaring av arbeidsprinsipper og kjennetegn ved hver mekanisme
1. Fjærdriftsmekanisme
Arbeidsprinsipp:
Energilagring: En liten motor komprimerer lukkefjæren for å lagre energi, som vedlikeholdes av en mekanisk låseanordning.
Lukking: Et elektrisk signal gis til lukkespolen, som frigjør låsemekanismen. Energien til lukkefjæren forsterkes gjennom en koblings- og kammekanisme, som raskt skyver kretsbryterkontaktene for å lukke kretsen. Samtidig, under lukkeprosessen, blir åpningsfjæren typisk komprimert for å lagre energi.
Åpning: Et elektrisk signal gis til åpningsspolen, og frigjør låsemekanismen til åpningsfjæren. Energien til åpningsfjæren frigjøres, og får kontaktene til å skilles raskt.
Fordeler:
Moden teknologi, bred anvendelse og relativt kontrollerbare kostnader.
Etter energilagring er kontrolleffekten som kreves for åpning/lukkeoperasjoner svært liten (bare låsespolen må utløses).
Pålitelighet har blitt bevist over lang tid.
Ulemper:
Kompleks struktur, mange deler og høye krav til produksjons- og monteringspresisjon.
Det er fare for mekanisk slitasje, tretthet og fastkjøring, som krever regelmessig vedlikehold.
Handlingstiden er noe spredt, noe som gjør den mindre presis enn en permanentmagnetmekanisme.
2. Driftsmekanisme for permanent magnet
Arbeidsprinsipp:
Holdetilstand: Kjernen i mekanismen er et magnetisk kretssystem som består av en permanentmagnet med høy-ytelse (som neodymjernbor) og en spole. Den magnetiske kraften generert av permanentmagneten holder den bevegelige jernkjernen stabilt i "åpen" eller "lukket" posisjon.
Handlingsprosess: Når drift er nødvendig, utlades en kondensatorbank med stor-kapasitet øyeblikkelig inn i spolen.
Lukk: Magnetfeltet som genereres av kondensatorutladningen er på linje med det permanente magnetiske feltet, forsterker den magnetiske kraften og driver jernkjernen til lukket posisjon, hvor den holdes av permanentmagnetkraften.
Åpen: Kondensatoren utlades i motsatt retning, og genererer et magnetfelt som kansellerer eller reverserer det permanente magnetfeltet, og svekker holdekraften. Under påvirkning av åpningsfjæren eller utformingen av selve magnetkretsen, beveger jernkjernen seg raskt til åpen posisjon og holdes av den permanente magnetkraften.
Fordeler:
Ekstremt enkel struktur, med bare én bevegelig del, praktisk talt ingen mekanisk slitasje, virkelig vedlikeholdsfri-.
Rask driftshastighet, lav spredning og stabil ytelse.
Ekstremt lavt energiforbruk, trekker kun strøm fra kondensatoren når den er i drift.
Ulemper:
Høye krav til ytelsen til permanentmagnetmaterialer (som koersivitet og høy-temperaturmotstand) og kontrolleren, noe som resulterer i høyere kostnader.
Det er en risiko for «avmagnetisering» (selv om moderne materialer har forbedret dette betraktelig), og når demagnetisering først skjer, vil mekanismen svikte.
Styrekretsen er relativt kompleks og er avhengig av pålitelig lading av kondensatorer.
3. Elektromagnetisk driftsmekanisme
Arbeidsprinsipp:
En stor strøm tilføres direkte til lukke- eller åpningsspolen.
Spolen genererer en sterk elektromagnetisk kraft, som direkte tiltrekker eller skyver jernkjernen, og driver dermed strømbryterkontaktene for å fullføre åpnings- eller lukkingsoperasjonen.
Etter at operasjonen er fullført, blir strømmen kuttet, den elektromagnetiske kraften forsvinner, og mekanismen holdes i sin endelige posisjon med mekaniske låser eller andre midler.
Fordeler:
Enkelt prinsipp, lave produksjonskostnader.
Direkte handling, uten komplekse mellomliggende energilagrings- og overføringsforbindelser.
Ulemper:
Stort strømforbruk! Krever en DC-strømforsyning med høy-kapasitet eller driftsstrømforsyning for å gi hundrevis av ampere øyeblikkelig strøm.
Sterk avhengighet av strømforsyning; effektsvingninger påvirker driftsytelsen direkte.
Stor støt og høy støy under drift.
På grunn av disse fatale ulempene har den i stor grad blitt erstattet av fjær- og permanentmagnetmekanismer i mellom- og høyspenningsapplikasjoner.
III. Forholdet blant de tre
Kjernefunksjon:De tre mekanismene deler det samme grunnleggende formålet: å gi den nødvendige mekaniske energien for åpning og lukking av effektbryteren, og sikre rask og pålitelig drift.
Energikonverteringsnatur:I hovedsak konverterer alle tre elektrisk energi til mekanisk energi. Fjærmekanismen konverterer elektrisk energi til mekanisk energi (f.eks. elektrisk energi → motorisk mekanisk energi → fjær potensiell energi → kinetisk energi); permanentmagnetmekanismen konverterer elektrisk energi (f.eks. kondensator) til elektromagnetisk energi til kinetisk energi; og den elektromagnetiske mekanismen konverterer elektrisk energi (direkte) til elektromagnetisk energi til kinetisk energi.
Teknologisk utvikling:De representerer de teknologiske utviklingsveiene til driftsmekanismer:
Elektromagnetiske mekanismer var en tidlig teknologi, faset ut på grunn av høyt energiforbruk.
Fjærmekanismer, som den andre-generasjonsteknologien, løste energiforbruksproblemet gjennom at «forhåndslagret energi» ble hovedstrømmen de siste tiårene.
Permanente magnetmekanismer er tredje-generasjons teknologi, som oppnår høy pålitelighet og vedlikeholdsfri-drift gjennom forenklet mekanisk struktur, og representerer den nåværende utviklingsretningen.
Hybridapplikasjoner:Hybridteknologier er også sett i noen design. For eksempel kan noen permanentmagnetmekanismer suppleres med små fjærer for å hjelpe til med å buffere kretsen ved slutten av utløsningsprosessen eller for å sikre pålitelighet, men dette endrer ikke det faktum at de er basert på permanentmagnetdrift.
Oppsummert
Vår-betjente mekanismer er for tiden den mest brukte og teknologisk modne bærebjelken, og tilbyr høy kostnads-effektivitet, men krever vedlikehold.
Permanentmagnet -betjente mekanismer representerer fremtidens teknologi, kjent for sin høye pålitelighet, vedlikeholdsfrie-drift og lange levetid, noe som gjør dem spesielt egnet for intelligente strømnett med høye vedlikeholdskrav, men med høyere startkostnader.
Elektromagnetisk-opererte mekanismer er foreldet eller begrenset til lav-lavspenningsapplikasjoner på grunn av deres betydelige energiforbruk og strenge strømforsyningskrav.
Når du velger et koblingsutstyr, er det nødvendig å vurdere kostnader, pålitelighetskrav, vedlikeholdsevner og det generelle intelligensnivået til koblingsanlegget.
Ved hver tilkobling og frakobling av strømnettet ivaretar pålitelige driftsmekanismer dets stabilitet og sikkerhet. Shaanxi Huadian, dypt forankret i den fruktbare jorda i Kinas kraftindustri, utnytter tiår med håndverk og teknologisk akkumulering for å fokusere på forskning og utvikling og produksjon av fjær- og permanentmagnetdriftsmekanismer for mellom- og høyspenningsapplikasjoner, og gir effektive, stabile og vedlikeholdsfrie driftsløsninger til globale kunder. Interessert? Vennligst kontakt oss!
E-post:pannie@hdswitchgear.com.
Whatsapp/Wechat:+8618789455087
