Cơ chế vận hành lò xo
Cơ cấu vận hành lò xo bao gồm bốn phần: lưu trữ năng lượng lò xo, bảo trì đóng, bảo trì mở và mở.Nó bao gồm khoảng 200 bộ phận và sử dụng năng lượng dự trữ trong lực căng và co của lò xo để điều khiển hoạt động đóng và mở của cầu dao. Việc lưu trữ năng lượng lò xo đạt được thông qua hoạt động của cơ cấu giảm động cơ lưu trữ năng lượng, trong khi hoạt động đóng và mở của cầu dao được điều khiển bởi cuộn dây đóng và mở. Do đó, năng lượng cần thiết cho hoạt động đóng và mở cầu dao phụ thuộc vào năng lượng dự trữ trong lò xo và không phụ thuộc vào độ lớn của lực điện từ, do đó cần dòng điện đóng và mở tương đối nhỏ.
Ưu điểm chính của cơ chế vận hành bằng lò xo là:
Dòng điện đóng và mở thấp, loại bỏ nhu cầu sử dụng nguồn điện vận hành có-công suất cao;
Bộ lưu trữ năng lượng điện từ xa để đóng mở bằng điện hoặc bộ lưu trữ năng lượng cục bộ bằng tay để đóng mở bằng tay, cho phép đóng mở bằng tay ngay cả khi không có nguồn điện vận hành hoặc cơ cấu vận hành từ chối vận hành bằng điện; Tốc độ đóng mở nhanh, không bị ảnh hưởng bởi sự dao động điện áp nguồn điện và khả năng đóng lại tự động nhanh chóng;
Động cơ lưu trữ năng lượng điện năng thấp, sử dụng được cho cả AC và DC;
Cơ chế-vận hành bằng lò xo cho phép kết hợp truyền năng lượng tối ưu và cho phép sử dụng cùng một cơ chế vận hành cho cầu dao có nhiều thông số dòng điện ngắt khác nhau, chỉ bằng cách chọn các lò xo lưu trữ năng lượng khác nhau, mang lại hiệu quả-chi phí tuyệt vời.
Nhược điểm chính của cơ chế vận hành bằng lò xo là:
Cấu trúc tương đối phức tạp, quy trình sản xuất phức tạp, yêu cầu độ chính xác gia công cao và chi phí sản xuất tương đối cao;
Lực vận hành lớn, đòi hỏi độ bền của các bộ phận cao;
Dễ xảy ra sự cố cơ học khiến cơ cấu vận hành không hoạt động, cháy cuộn đóng hoặc công tắc hành trình;
Xảy ra ngắt sai và đôi khi sau khi ngắt sai, cầu dao không thể mở hoàn toàn nên không thể xác định vị trí đóng hoặc mở của nó;
Đặc tính tốc độ mở kém.
Cơ chế hoạt động của nam châm vĩnh cửu
Cơ cấu vận hành nam châm vĩnh cửu sử dụng nguyên lý và cấu trúc làm việc hoàn toàn mới, bao gồm nam châm vĩnh cửu, cuộn dây đóng và cuộn dây mở. Nó loại bỏ các liên kết chuyển động, thiết bị nhả/khóa và các thành phần khác có trong cơ cấu vận hành lò xo và điện từ. Cấu trúc đơn giản và số lượng bộ phận tối thiểu (khoảng 50) dẫn đến chỉ có một bộ phận chuyển động chính trong quá trình vận hành, dẫn đến độ tin cậy cao. Nó sử dụng một nam châm vĩnh cửu để duy trì vị trí của cầu dao, khiến nó trở thành một cơ chế vận hành được điều khiển bằng điện tử, được giữ bằng nam châm vĩnh cửu- và bằng điện tử.
Nguyên lý làm việc của cơ cấu hoạt động của nam châm vĩnh cửu: Khi cuộn dây đóng được cấp điện, nó sẽ tạo ra một từ thông ở phần trên của mạch từ có hướng ngược lại với từ trường của nam châm vĩnh cửu. Lực từ sinh ra do sự chồng chất của hai từ trường làm cho lõi sắt chuyển động chuyển động hướng xuống dưới. Khi nó di chuyển được nửa đường, do khe hở không khí ở phần dưới của mạch từ giảm đi nên các đường sức từ của nam châm vĩnh cửu dịch chuyển về phần dưới. Lúc này, từ trường của cuộn dây đóng cùng hướng với từ trường của nam châm vĩnh cửu, từ đó tăng tốc cho lõi sắt chuyển động di chuyển xuống dưới và cuối cùng đạt đến vị trí đóng. Lúc này, dòng điện đóng biến mất và nam châm vĩnh cửu sử dụng kênh trở kháng từ thấp do lõi sắt chuyển động và cố định cung cấp để giữ cho lõi sắt chuyển động ở vị trí đóng ổn định. Khi cuộn dây mở được cấp điện, nó sẽ tạo ra từ thông ở phần dưới của mạch từ theo hướng ngược lại với từ trường của nam châm vĩnh cửu. Lực từ sinh ra do sự chồng chất của hai từ trường làm cho lõi sắt chuyển động hướng lên trên. Khi nó di chuyển được nửa đường, do khe hở không khí ở phần trên của mạch từ giảm đi nên các đường sức từ của nam châm vĩnh cửu dịch chuyển lên phần trên. Lúc này, từ trường của cuộn dây mở cùng hướng với từ trường của nam châm vĩnh cửu, từ đó tăng tốc cho lõi sắt chuyển động di chuyển lên trên và cuối cùng đạt đến vị trí mở. Lúc này, dòng điện mở biến mất và nam châm vĩnh cửu sử dụng kênh trở kháng từ thấp do lõi sắt chuyển động và cố định cung cấp để giữ cho lõi sắt chuyển động ở vị trí mở ổn định.
Ưu điểm chính của cơ chế vận hành nam châm vĩnh cửu là:
Họ sử dụng cơ chế cuộn dây kép,{0}}có thể ổn định được. Hoạt động đóng mở của cơ cấu vận hành nam châm vĩnh cửu được thực hiện thông qua các cuộn dây đóng mở. Nam châm vĩnh cửu hoạt động kết hợp với các cuộn dây, giải quyết hiệu quả vấn đề cần năng lượng cao để đóng mở. Do năng lượng từ trường do nam châm vĩnh cửu cung cấp có thể được sử dụng cho hoạt động đóng và mở nên năng lượng mà cuộn dây yêu cầu sẽ giảm, do đó loại bỏ nhu cầu về dòng điện vận hành lớn.
Chuyển động lên{0}}và-xuống của lõi sắt chuyển động, thông qua tay quay và thanh kéo cách điện, tác động lên các tiếp điểm chuyển động của bộ ngắt chân không của cầu dao, thực hiện việc đóng hoặc mở cầu dao. Điều này thay thế phương pháp khóa cơ học truyền thống, đơn giản hóa đáng kể cấu trúc cơ khí, giảm vật tư tiêu hao, giảm chi phí, giảm các điểm hỏng hóc tiềm ẩn, cải thiện đáng kể độ tin cậy của hoạt động cơ học và cho phép vận hành-không cần bảo trì, tiết kiệm chi phí bảo trì.
Cơ chế vận hành nam châm vĩnh cửu tự hào có lực nam châm vĩnh cửu gần như bền bỉ, tuổi thọ lên tới 100.000 chu kỳ và sử dụng lực điện từ cho các thao tác đóng mở trong khi vẫn duy trì vị trí ổn định bằng lực nam châm vĩnh cửu. Điều này giúp đơn giản hóa cơ chế truyền động, giảm mức tiêu thụ năng lượng và tiếng ồn, đồng thời mang lại tuổi thọ cao hơn ba lần so với cơ chế vận hành bằng điện từ và lò xo.
Công tắc phụ sử dụng công tắc lân cận điện tử không tiếp xúc,{0}}không có thành phần,-không hao mòn và không bị nảy-, loại bỏ các vấn đề về tiếp xúc, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường bên ngoài. Nó cũng có tuổi thọ dài, độ tin cậy cao và loại bỏ các vấn đề nảy tiếp xúc.
Công nghệ chuyển mạch chéo không đồng bộ{0}}được sử dụng. Dưới sự điều khiển của hệ thống điều khiển điện tử, các tiếp điểm cố định và chuyển động của cầu dao đóng lại khi dạng sóng điện áp hệ thống vượt qua 0 và mở khi dạng sóng dòng điện vượt qua 0, tạo ra dòng điện khởi động rất nhỏ và quá điện áp. Điều này làm giảm tác động của hoạt động đến lưới điện và thiết bị. Ngược lại, hoạt động của cơ chế vận hành điện từ và lò xo là ngẫu nhiên, dẫn đến dòng điện khởi động có biên độ cao và quá điện áp, gây ra tác động đáng kể đến lưới điện và thiết bị.
Cơ cấu vận hành nam châm vĩnh cửu có thể thực hiện các thao tác đóng mở cục bộ/từ xa, cũng như các chức năng đóng và đóng lại bảo vệ và có thể mở bằng tay. Do công suất nguồn điện cần thiết để hoạt động nhỏ nên tụ điện được sử dụng làm nguồn điện trực tiếp để cắt và đóng. Tụ điện có thời gian sạc ngắn, dòng sạc nhỏ, khả năng chống va đập mạnh và vẫn có thể thực hiện thao tác đóng mở trên cầu dao sau khi mất điện.
Nhược điểm chính của cơ chế vận hành nam châm vĩnh cửu là:
Chúng không thể được đóng bằng tay. Sau khi mất điện hoạt động và tụ điện cạn kiệt, nếu không thể sạc lại tụ điện thì thao tác đóng không thể thực hiện lại được.
Mở bằng tay yêu cầu tốc độ mở ban đầu đủ cao, cần có lực đáng kể; nếu không thì thao tác mở sẽ không thể thực hiện được.
Chất lượng của các tụ điện lưu trữ năng lượng không nhất quán và khó đảm bảo.
Rất khó để có được đặc tính tốc độ mở lý tưởng.
Rất khó để cải thiện công suất đầu ra khi mở của cơ cấu vận hành nam châm vĩnh cửu.
So sánh
Tính năng và kích thước | Cơ chế vận hành mùa xuân | Cơ chế vận hành nam châm vĩnh cửu |
|---|---|---|
| Sự trưởng thành về công nghệ | Nó rất trưởng thành, được sử dụng rộng rãi, có lịch sử hoạt động lâu dài và lượng người dùng lớn. | Các công nghệ mới hơn tuy đang phát triển nhanh chóng nhưng lại thiếu kinh nghiệm vận hành và tích lũy dữ liệu lâu dài-. |
| Cấu trúc và độ tin cậy | Nó có cấu trúc phức tạp với hàng trăm bộ phận, bao gồm nhiều bộ phận cơ khí như thanh nối và chốt. Nó có nhiều điểm tiềm ẩn gây hư hỏng và đòi hỏi độ chính xác cao trong sản xuất, vật liệu-chất lượng cao và bảo trì thích hợp. | Với cấu trúc cực kỳ đơn giản và chỉ có một bộ phận chuyển động chính, nó loại bỏ sự cần thiết của các thiết bị khóa hoặc nhả cơ học. Điều này về cơ bản làm giảm các nguồn gây hư hỏng, kéo dài tuổi thọ cơ học lên hơn 100.000 chu kỳ và dễ dàng đạt được khả năng vận hành-không cần bảo trì. |
| Hiệu suất hoạt động | Nó có tốc độ hoạt động nhanh (khoảng 50ms), nhưng đặc tính đầu ra của nó không phù hợp với yêu cầu của máy cắt chân không và cần được bù đắp bằng cơ cấu liên kết cam phức tạp. | Nó có tính năng phản hồi cực nhanh (lên đến 20 mili giây) và các đặc tính đầu ra hoàn toàn phù hợp với cầu dao chân không, mang lại hoạt động sắc nét và rõ ràng. |
| Điều khiển điện | Việc điều khiển rất đơn giản, việc đóng mở dựa vào cuộn dây điện từ truyền thống để điều khiển chốt. Nó không nhạy cảm với sự dao động điện áp nguồn và hoạt động ổn định. | Quá trình điều khiển rất phức tạp, dựa vào tụ điện lưu trữ năng lượng, thiết bị điện tử công suất và bộ điều khiển thông minh. Nó dễ bị nhiễu điện từ và độ ổn định chất lượng của tụ điện lưu trữ năng lượng hiện là điểm yếu lớn về mặt công nghệ. |
| Cung cấp điện và tiêu thụ điện năng | Công suất đóng được lưu trữ trong lò xo nên dòng điện đóng và mở nhỏ (1,5A-2,5A) và yêu cầu đối với nguồn điện một chiều không cao. Khả năng tích trữ năng lượng của động cơ chỉ vài trăm watt. | Yêu cầu nguồn điện phụ là cực kỳ nhỏ (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| Phương thức vận hành | Cực kỳ linh hoạt. Nó có thể được cấp nguồn bằng điện để lưu trữ và vận hành năng lượng hoặc cấp nguồn bằng tay để lưu trữ năng lượng và bật/tắt khi không có nguồn điện, mang lại khả năng vận hành khẩn cấp mạnh mẽ. | Đóng và mở thủ công không được hỗ trợ. Mặc dù thiết bị đầu cuối mở khẩn cấp được cung cấp nhưng nó yêu cầu tín hiệu dòng điện cao tức thời bên ngoài để kích hoạt, khiến cho việc vận hành khẩn cấp trở nên bất tiện. |
| Trị giá | Nó có chi phí thấp hơn và lợi thế đáng kể về giá. | Nó đắt hơn, hiện có giá cao hơn đáng kể so với cơ cấu lò xo. |
| Khả năng thích ứng môi trường | Nó nhạy cảm với môi trường; chất bôi trơn có thể bị khô hoặc hư hỏng và các bộ phận có thể bị rỉ sét, ảnh hưởng đến độ tin cậy. | Nó có khả năng thích ứng cao với nhiều môi trường khác nhau nhờ cấu trúc đơn giản và thiết kế kín, cho phép nó đối phó tốt hơn với các điều kiện khắc nghiệt. |
Cách chọn
Nếu bạn ưu tiên độ tin cậy cao nhất và hiệu suất vượt trội, đồng thời có đủ ngân sách: cơ chế nam châm vĩnh cửu chắc chắn là lựa chọn tốt hơn. Nó đặc biệt thích hợp cho những địa điểm có yêu cầu cực kỳ cao về tính liên tục của nguồn điện, việc bảo trì khó khăn (như trang trại gió ngoài khơi và vùng sâu vùng xa) hoặc hoạt động thường xuyên. Chức năng đóng chọn lọc pha{2}}thông minh của nó ngăn chặn một cách hiệu quả tình trạng quá điện áp khi vận hành và dòng điện khởi động, khiến nó trở nên lý tưởng để chuyển mạch các dàn tụ điện và thiết bị khác nhạy cảm với các quá trình nhất thời.
Nếu ứng dụng của bạn mang tính tổng quát và bạn coi trọng sự hoàn thiện về công nghệ, khả năng kiểm soát chi phí cũng như tính dễ vận hành: thì cơ chế lò xo-đã được thử nghiệm theo thời gian vẫn là lựa chọn an toàn và tiết kiệm nhất. Nó được áp dụng rộng rãi trong các trạm biến áp, nhà máy, tòa nhà và các ứng dụng chung khác. Khả năng vận hành thủ công của nó là một tính năng an toàn quan trọng trong các trường hợp khẩn cấp như mất điện trạm biến áp.
Liên hệ với chúng tôi
Shaanxi Huadian đã áp dụng những ưu điểm của cơ chế nam châm vĩnh cửu tối giản, kết hợp hoàn hảo các đặc tính đầu ra của nó với bộ ngắt chân không. Mạch vận hành chính loại bỏ các thiết bị ngắt và khóa liên động cơ học phức tạp, giảm đáng kể các bộ phận chuyển động và giảm về cơ bản tỷ lệ hỏng hóc, đạt được tuổi thọ thực sự lâu dài và khả năng vận hành-không cần bảo trì. Nó vẫn giữ được lợi thế khẩn cấp cốt lõi của cơ chế lò xo. Ngay cả trong những tình huống cực đoan như mất điện trạm hoặc hỏng bộ điều khiển nam châm vĩnh cửu, bạn vẫn có thể thực hiện thao tác đóng khẩn cấp thông qua việc lưu trữ năng lượng thủ công đơn giản. Đây không chỉ là một cơ chế mà còn là một “bản sao lưu vật lý” đáng tin cậy trong những thời điểm quan trọng. Để được giải đáp thắc mắc, vui lòng liên hệ với chúng tôi:pannie@hdswitchgear.com.
