آلية تشغيل الربيع
تتكون آلية تشغيل الزنبرك من أربعة أجزاء: تخزين طاقة الزنبرك، وصيانة الإغلاق، وصيانة الفتح، والفتح.وهو يتألف من حوالي 200 مكون ويستخدم الطاقة المخزنة في شد وانكماش الزنبرك للتحكم في عمليات إغلاق وفتح قاطع الدائرة. يتم تحقيق تخزين طاقة الزنبرك من خلال تشغيل آلية تقليل محرك تخزين الطاقة، في حين يتم التحكم في إجراءات إغلاق وفتح قاطع الدائرة بواسطة ملفات الإغلاق والفتح. ولذلك، فإن الطاقة اللازمة لعمليات إغلاق وفتح قاطع الدائرة الكهربائية تعتمد على الطاقة المخزنة في الزنبرك وهي مستقلة عن حجم القوة الكهرومغناطيسية، وبالتالي تتطلب تيارات إغلاق وفتح صغيرة نسبيًا.
المزايا الرئيسية للآليات التي تعمل بالزنبرك-هي:
تيارات إغلاق وفتح منخفضة، مما يلغي الحاجة إلى -مصادر طاقة تشغيل عالية الطاقة؛
تخزين الطاقة الكهربائية عن بعد للإغلاق والفتح الكهربائي، أو تخزين الطاقة اليدوي المحلي للإغلاق والفتح اليدوي، مما يسمح بالإغلاق والفتح اليدوي حتى في حالة عدم توفر مصدر طاقة التشغيل أو رفض آلية التشغيل العمل كهربائيًا؛ سرعات إغلاق وفتح سريعة، لا تتأثر بتقلبات جهد مصدر الطاقة، والإغلاق التلقائي السريع؛
محرك تخزين طاقة منخفض، يمكن استخدامه لكل من التيار المتردد والتيار المستمر؛
تتيح الآليات التي يتم تشغيلها بالزنبرك-المطابقة المثالية لنقل الطاقة وتمكن من استخدام نفس آلية التشغيل لقواطع الدائرة ذات مواصفات تيار القطع المختلفة، وذلك ببساطة عن طريق اختيار نوابض مختلفة لتخزين الطاقة، مما يؤدي إلى فعالية ممتازة من حيث التكلفة-.
تتمثل العيوب الرئيسية للآليات التي يتم تشغيلها بالزنبرك-في:
الهيكل معقد نسبيًا، وعملية التصنيع معقدة، وتتطلب دقة تصنيع عالية، وتكلفة التصنيع مرتفعة نسبيًا؛
قوة التشغيل كبيرة، وتتطلب قوة عالية من المكونات؛
من المحتمل حدوث أعطال ميكانيكية، مما يتسبب في فشل آلية التشغيل في العمل، أو حرق ملف الإغلاق أو مفتاح الحد؛
يحدث تعثر كاذب، وفي بعض الأحيان بعد رحلة كاذبة، لا يمكن فتح قاطع الدائرة بالكامل، مما يجعل من المستحيل تحديد موضع إغلاقه أو فتحه؛
خصائص سرعة الافتتاح سيئة.
آلية تشغيل المغناطيس الدائم
تستخدم آلية تشغيل المغناطيس الدائم مبدأ عمل وهيكلًا جديدًا تمامًا، يتكون من مغناطيس دائم، وملف إغلاق، وملف فتح. إنه يزيل الوصلات المتحركة، وأجهزة التحرير/القفل، والمكونات الأخرى الموجودة في الزنبرك وآليات التشغيل الكهرومغناطيسية. ويؤدي هيكلها البسيط وعددها الأدنى من الأجزاء (حوالي 50) إلى جزء متحرك رئيسي واحد فقط أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى موثوقية عالية. فهو يستخدم مغناطيسًا دائمًا للحفاظ على موضع قاطع الدائرة، مما يجعله آلية تشغيل تعمل كهرومغناطيسيًا، ومثبتة بمغناطيس دائم-، ويتم التحكم فيها إلكترونيًا.
مبدأ عمل آلية تشغيل المغناطيس الدائم: عند تنشيط ملف الإغلاق، فإنه يولد تدفقًا مغناطيسيًا في الجزء العلوي من الدائرة المغناطيسية في الاتجاه المعاكس لاتجاه المغناطيس الدائم. تتسبب القوة المغناطيسية الناتجة عن تراكب المجالين المغناطيسيين في تحرك قلب الحديد المتحرك نحو الأسفل. عندما يتحرك إلى منتصف المسافة تقريبًا، بسبب تقليص فجوة الهواء في الجزء السفلي من الدائرة المغناطيسية، تنتقل خطوط القوة المغناطيسية للمغناطيس الدائم إلى الجزء السفلي. في هذا الوقت، يكون المجال المغناطيسي لملف الإغلاق في نفس اتجاه المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم، وبالتالي تسريع قلب الحديد المتحرك للتحرك للأسفل، والوصول أخيرًا إلى الموضع المغلق. في هذا الوقت، يختفي تيار الإغلاق، ويستخدم المغناطيس الدائم قناة المعاوقة المغناطيسية المنخفضة التي توفرها النوى الحديدية المتحركة والثابتة للحفاظ على النواة الحديدية المتحركة في وضع مغلق مستقر. عندما يتم تنشيط ملف الفتح، فإنه يولد تدفقًا مغناطيسيًا في الجزء السفلي من الدائرة المغناطيسية في الاتجاه المعاكس لاتجاه المغناطيس الدائم. تتسبب القوة المغناطيسية الناتجة عن تراكب المجالين المغناطيسيين في تحرك القلب الحديدي المتحرك للأعلى. عندما يتحرك إلى منتصف المسافة تقريبًا، بسبب تقليص فجوة الهواء في الجزء العلوي من الدائرة المغناطيسية، تنتقل خطوط القوة المغناطيسية للمغناطيس الدائم إلى الجزء العلوي. في هذا الوقت، يكون المجال المغناطيسي للملف الافتتاحي في نفس اتجاه المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم، وبالتالي تسريع قلب الحديد المتحرك للتحرك لأعلى، والوصول أخيرًا إلى الوضع المفتوح. في هذا الوقت، يختفي تيار الفتح، ويستخدم المغناطيس الدائم قناة المعاوقة المغناطيسية المنخفضة التي توفرها النوى الحديدية المتحركة والثابتة للحفاظ على النواة الحديدية المتحركة في وضع مفتوح مستقر.
المزايا الرئيسية لآليات تشغيل المغناطيس الدائم هي:
إنها تستخدم آلية ملف ثنائية الثبات-. تتم عمليات الفتح والإغلاق لآلية تشغيل المغناطيس الدائم من خلال فتح وإغلاق الملفات. يعمل المغناطيس الدائم جنبًا إلى جنب مع الملفات، مما يحل بشكل فعال مشكلة الحاجة إلى طاقة عالية للفتح والإغلاق. نظرًا لأنه يمكن استخدام طاقة المجال المغناطيسي التي يوفرها المغناطيس الدائم في عملية الفتح والإغلاق، يتم تقليل الطاقة التي تتطلبها الملفات، وبالتالي يتم التخلص من الحاجة إلى تيارات تشغيل كبيرة.
تعمل الحركة لأعلى-وأسفل-القلب الحديدي المتحرك، عبر ذراع الكرنك وقضيب السحب العازل، على نقاط الاتصال المتحركة للقاطع الفراغي لقاطع الدائرة، مما يؤدي إلى فتح أو إغلاق قاطع الدائرة. يحل هذا محل طريقة القفل الميكانيكي التقليدية، مما يؤدي إلى تبسيط الهيكل الميكانيكي بشكل كبير، وتقليل المواد الاستهلاكية، وخفض التكاليف، وتقليل نقاط الفشل المحتملة، وتحسين موثوقية التشغيل الميكانيكي بشكل كبير، وتمكين التشغيل-الخالي من الصيانة، وتوفير تكاليف الصيانة.
تتميز آلية تشغيل المغناطيس الدائم بقوة مغناطيسية دائمة-وعمر افتراضي يصل إلى 100000 دورة، وتستخدم القوة الكهرومغناطيسية لعمليات الفتح والإغلاق مع الحفاظ على وضع ثنائي الاستقرار مع قوة المغناطيس الدائم. يعمل هذا على تبسيط آلية النقل، ويقلل من استهلاك الطاقة والضوضاء، ويوفر عمرًا أطول بثلاث مرات من آليات التشغيل الكهرومغناطيسية والزنبركية.
يستخدم المحول المساعد مفتاح تقارب إلكترونيًا لا تلامسي،-خاليًا من المكونات،-يتآكل، ويرتد-، مما يزيل مشاكل الاتصال، ويضمن التشغيل الموثوق، ولا يتأثر بالعوامل البيئية الخارجية. كما أنه يتميز بعمر افتراضي طويل، وموثوقية عالية، ويزيل مشاكل ارتداد الاتصال.
يتم استخدام تقنية التبديل المتقاطع الصفري المتزامن. تحت سيطرة نظام التحكم الإلكتروني، فإن نقاط الاتصال المتحركة والثابتة لقاطع الدائرة الكهربائية تغلق عندما يتجاوز شكل موجة جهد النظام الصفر وتفتح عندما يتجاوز شكل موجة التيار الصفر، مما يولد تيارات تدفق صغيرة جدًا وجهد زائد. وهذا يقلل من تأثير التشغيل على شبكة الكهرباء والمعدات. في المقابل، فإن تشغيل آليات التشغيل الكهرومغناطيسية والزنبركية يكون عشوائيًا، مما يؤدي إلى تيارات تدفق عالية السعة -وجهد زائد، مما يسبب تأثيرًا كبيرًا على شبكة الطاقة والمعدات.
يمكن لآلية تشغيل المغناطيس الدائم إجراء عمليات الفتح والإغلاق المحلية/عن بعد، بالإضافة إلى وظائف إغلاق الحماية وإعادة الإغلاق، ويمكن فتحها يدويًا. نظرًا لأن سعة مصدر الطاقة اللازمة للتشغيل صغيرة، يتم استخدام مكثف كمصدر طاقة مباشر للتعثر والإغلاق. يتمتع المكثف بفترة شحن قصيرة، وتيار شحن صغير، ومقاومة قوية للصدمات، ولا يزال بإمكانه إجراء عمليات الفتح والإغلاق على قاطع الدائرة بعد انقطاع التيار الكهربائي.
العيوب الرئيسية لآليات تشغيل المغناطيس الدائم هي:
ولا يمكن إغلاقها يدويًا. بعد فقدان طاقة التشغيل ونفاد المكثف، إذا تعذر إعادة شحن المكثف، فلا يمكن إجراء عملية الإغلاق مرة أخرى.
يتطلب الفتح اليدوي سرعة فتح أولية عالية بما فيه الكفاية، مما يستلزم قوة كبيرة؛ وإلا فلن يمكن تنفيذ عملية الفتح.
جودة مكثفات تخزين الطاقة غير متناسقة ويصعب ضمانها.
من الصعب الحصول على خصائص سرعة الفتح المثالية.
من الصعب تحسين طاقة الخرج المفتوحة لآلية تشغيل المغناطيس الدائم.
مقارنة
الميزات والأبعاد | آلية تشغيل الربيع | آلية تشغيل المغناطيس الدائم |
|---|---|---|
| نضج التكنولوجيا | إنه ناضج جدًا، ويستخدم على نطاق واسع، وله تاريخ طويل من التشغيل وقاعدة مستخدمين كبيرة. | بالرغم من أن التقنيات الحديثة تتطور بسرعة، إلا أنها تفتقر إلى الخبرة التشغيلية الكافية وتراكم البيانات على المدى الطويل-. |
| الهيكل والموثوقية | إنه ذو هيكل معقد يتكون من مئات الأجزاء، بما في ذلك العديد من المكونات الميكانيكية مثل قضبان التوصيل والمزالج. فهو يحتوي على العديد من نقاط الفشل المحتملة ويتطلب دقة عالية في التصنيع، ومواد عالية الجودة-، وصيانة مناسبة. | مع هيكل بسيط للغاية وجزء متحرك رئيسي واحد فقط، فإنه يلغي الحاجة إلى التحرير الميكانيكي أو أجهزة القفل. يؤدي هذا إلى تقليل مصادر الفشل بشكل أساسي، مما يؤدي إلى إطالة العمر الميكانيكي إلى أكثر من 100000 دورة وتحقيق التشغيل بدون صيانة-بسهولة. |
| أداء التشغيل | لديها سرعة تشغيل سريعة (حوالي 50 مللي ثانية)، لكن خصائص الإخراج الخاصة بها لا تتوافق بشكل جيد مع متطلبات قواطع الدائرة الفراغية، وتحتاج إلى تعويضها بآلية ربط الكامة المعقدة. | فهو يتميز باستجابة فائقة السرعة- (تصل إلى 20 مللي ثانية) وخصائص الإخراج التي تتوافق تمامًا مع قواطع الدائرة المفرغة، مما يؤدي إلى عمل واضح ونظيف. |
| التحكم الكهربائي | إنه سهل التحكم، حيث يعتمد الفتح والإغلاق على ملف كهرومغناطيسي تقليدي للتحكم في المزلاج. إنها ليست حساسة لتقلبات جهد مصدر الطاقة وتعمل بثبات. | عملية التحكم معقدة، وتعتمد على مكثفات تخزين الطاقة، وأجهزة الطاقة الإلكترونية، وأجهزة التحكم الذكية. إنه عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي، واستقرار جودة مكثفات تخزين الطاقة يمثل حاليًا ضعفًا تكنولوجيًا كبيرًا. |
| إمدادات الطاقة واستهلاك الطاقة | يتم تخزين قوة الإغلاق في الربيع، وبالتالي فإن تيارات الإغلاق والفتح صغيرة (1.5A-2.5A)، ومتطلبات مصدر الطاقة DC ليست عالية. تبلغ سعة تخزين الطاقة للمحرك بضع مئات من الواط فقط. | متطلبات الطاقة المساعدة صغيرة للغاية (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| طرق التشغيل | مرنة للغاية. يمكن تشغيله كهربائيًا لتخزين الطاقة وتشغيلها، أو تشغيله يدويًا لتخزين الطاقة وتشغيلها/إيقاف تشغيلها عند عدم وجود مصدر طاقة، مما يوفر قدرات تشغيل قوية في حالات الطوارئ. | لا يتم دعم الإغلاق والفتح اليدوي. على الرغم من توفير محطة فتح الطوارئ، إلا أنها تتطلب إشارة تيار عالية لحظية خارجية للتشغيل، مما يجعل عملية الطوارئ غير مريحة. |
| يكلف | لديها تكاليف أقل وميزة سعرية كبيرة. | إنها أكثر تكلفة، وتكلف حاليا أكثر بكثير من آليات الربيع. |
| القدرة على التكيف البيئي | أنها حساسة للبيئة. قد يجف زيت التشحيم أو يتدهور، وقد تصدأ الأجزاء، مما يؤثر على الموثوقية. | إنها قابلة للتكيف بشكل كبير مع البيئات المختلفة، وذلك بفضل هيكلها البسيط وتصميمها المحكم، مما يمكنها من التعامل بشكل أفضل مع الظروف القاسية. |
كيفية الاختيار
إذا كنت تعطي الأولوية للموثوقية القصوى والأداء المتفوق، ولديك ميزانية كافية: فإن آلية المغناطيس الدائم هي بلا شك الخيار الأفضل. إنها مناسبة بشكل خاص للمواقع ذات المتطلبات العالية للغاية لاستمرارية إمدادات الطاقة، أو الصيانة الصعبة (مثل مزارع الرياح البحرية والمناطق النائية)، أو التشغيل المتكرر. تعمل وظيفة الإغلاق الانتقائي للمرحلة- الذكية على منع الجهد الزائد التشغيلي وتيارات التدفق بشكل فعال، مما يجعلها مثالية لتبديل بنوك المكثفات وغيرها من المعدات الحساسة للعمليات العابرة.
إذا كان تطبيقك عامًا، وكنت تقدر النضج التكنولوجي والتحكم في التكلفة وسهولة التشغيل: فإن آلية الزنبرك-التي تم اختبارها بمرور الوقت تظل الخيار الأكثر أمانًا واقتصادًا. إنه قابل للتطبيق على نطاق واسع في مختلف المحطات الفرعية والمصانع والمباني والتطبيقات العامة الأخرى. تعد قدرتها على التشغيل اليدوي ميزة أمان مهمة في حالات الطوارئ مثل فقدان طاقة المحطة الفرعية.
اتصل بنا
لقد اعتمدت شركة Shaanxi Huadian مزايا آلية المغناطيس الدائم البسيطة، والتي تتوافق تمامًا مع خصائص الإخراج مع قاطع الفراغ. تعمل دائرة التشغيل الرئيسية على التخلص من التشابكات الميكانيكية المعقدة وأجهزة التعثر، مما يقلل بشكل كبير من الأجزاء المتحركة ويخفض بشكل أساسي معدل الفشل، مما يحقق عمرًا طويلًا حقيقيًا وتشغيلًا خاليًا من الصيانة-. إنه يحتفظ بميزة الطوارئ الأساسية لآلية الزنبرك. حتى في المواقف القصوى مثل فقدان طاقة المحطة أو فشل وحدة التحكم بالمغناطيس الدائم، لا يزال بإمكانك إجراء عمليات الإغلاق الطارئة من خلال تخزين الطاقة اليدوي البسيط. هذه ليست مجرد آلية، ولكنها "نسخة احتياطية مادية" موثوقة في اللحظات الحرجة. للاستفسار يرجى الاتصال بنا:pannie@hdswitchgear.com.
