Mikä on sähköajosysteemi?

Määritelmä

Sähköinen ajosysteemi on suunniteltu säätämään sähkömoottorin nopeutta, kiertomomenttia ja suuntaa. Vaikka jokaisella sähköisellä ajosysteemillä onkin omat erityispiirteensä, niillä on myös useita yhteisiä ominaisuuksia.

Sähköiset ajosysteemit

Alla oleva kuva havainnollistaa tyypillisen laiteaseman - tason sähkönjakelun konfiguraatiota. Tässä asetuksessa sähköinen ajosysteemi hakee sisääntulevan vaihtovirtalähteen moottorien ohjauskeskukselta (MCC). MCC toimii keskusyksikkönä, joka valvoo sähkövoiman jakamista useille ajosysteemeille tietyllä alueella.

Suurempiin valmistuslaitoksiin liittyy usein monia MCC:itä. Nämä MCC:t saavat voimansa pääjakeluasemalta, jota kutsutaan Voiman Ohjauskeskukselle (PCC). Molemmat MCC ja PCC käyttävät yleisesti ilmakatkaisemia ensisijaisina voimansiirtokomponentteina. Nämä siirtokomponentit on suunniteltu käsittelemään sähköisiä kuormia, joiden arvot ovat jopa 800 voltia ja 6400 amperia, varmistaen luotettavan ja tehokkaan voiman hallinnoinnin sähköisessä ajosysteemissä ja koko laitoksessa.

GTO-inverterin ohjauksen alla oleva induktiivinen moottori näkyy alla:

Sähköisten ajosysteemien pääkomponentit

Seuraavat ovat näiden ajosysteemien avainkomponentit:

• Sisääntuleva AC-katkaisija

• Voimanmuuntaja ja inverteriyhdistelmä

• Ulosmenova DC- ja AC-katkaislaitteet

• Ohjauslogiikka

• Moottori ja siihen liittyvä kuorma

Sähköisen voimasysteemin pääkomponentit on yksityiskohtaisemmin kuvattu alla.

Sisääntuleva AC-katkaislaite

Sisääntuleva AC-katkaislaite koostuu katkaisija-sulakeyksiköstä ja AC-virtakatkaisijasta. Näillä komponenteilla on yleensä jännite- ja virtarajat, jotka ulottuvat jopa 660V ja 800A. Normaalin katkaisijan sijaan on usein käytössä rautapohjainen katkaisija, ja sisääntulevana katkaisijana toimii ilmakatkaisin. Rautapohjisen katkaisijan käyttö laajentaa rajat jopa 1000V ja 1200A asti.

Tämä katkaislaite on varustettu korkean katkaisukapasiteetin (HRC) sulalla, jonka jännite- ja virtarajat ovat jopa 660V ja 800A. Lisäksi se sisältää lämpösuojauksen, joka suojelee systeemia ylikuormitukselta. Joissakin tapauksissa katkaislaite voidaan korvata muovimallilla katkaisijalla parantamaan suorituskykyä ja suojaa.

Voimanmuuntaja/inverteriyhdistelmä

Tämä yhdistelmä on jaettu kahteen pääosaan: voiman elektroniikkaan ja ohjausmekaniikkaan. Voiman elektroniikan osa koostuu puolijohtinlaitteista, lämpövedistä, puolijohtinsulakeista, pistokevaihtoehdokseista ja jähdytysventtilöistä. Nämä komponentit toimivat yhdessä käsittelemään suurten tehojen muuntamista.

Ohjausmekaniikan osa sisältää laukaisusäädintä, sen omaa säännellyttä virtalähdettä ja ohjaus- ja eristyssäädintä. Ohjaus- ja eristyssäädin on vastuussa moottorin virtasuuntauksen ohjauksesta ja säännöstä.

Kun ajosysteemi toimii suljetussa silmukassa, se sisältää ohjaimen sekä virta- ja nopeuspalauteketjuja. Ohjausjärjestelmässä on kolmeportaisuus, mikä takaa, että virtalähde, syötteet ja ulostulot on eristetty sopivilla eristystasoilla turvallisuuden ja luotettavuuden parantamiseksi.

Linjan pistokeskeyttimet

Linjan pistokeskeyttimet ovat olennaisia suojatakuiden suojaamiseksi jännitespinneiltä. Nämä spinnet voivat tapahtua sähkölinjassa kuormien kytkemisen ja irrottamisen vuoksi samalla linjalla. Linjan pistokeskeyttimen yhdistelmä induktanssin kanssa tehostaa näiden jännitespinnejä.

Kun sisääntuleva katkaisin toimii ja keskeyttää virran, linjan pistokeskeyttin absorboi tietty määrä kiinnitettyä energiaa. Jos kuitenkin voiman modulaattori ei ole puolijohtinlaite, linjan pistokeskeyttimiä ei välttämättä tarvita.

Ohjauslogiikka

Ohjauslogiikkaa käytetään ajosysteemin eri operaatioiden lukitsemiseen ja sarjoittamiseen normaaleissa, vikaoloissa ja hätätilanteissa. Lukitus on suunniteltu estämään epänormaaleja ja vaarallisia operaatioita, varmistaen järjestelmän eheyden. Sarjoitus taas varmistaa, että ajosysteemin operaatiot, kuten käynnistys, hitaus, kääntö ja askel, suoritetaan ennakkoon määritetyssä järjestyksessä. Monimutkaisissa lukituksen ja sarjoituksen tehtävissä käytetään usein ohjelmointikelpoista loogista ohjainta (PLC), joka tarjoaa joustavan ja luotettavan ohjauksen.