Són els actuadors PM fiables? Compareu tipus i avantatges

El rendiment dels mecanismes d'operació dels interruptors és decisiu per a un subministrament d'energia fiable i segur. Tot i que diversos mecanismes tenen les seves pròpies avantatges, l'emergència d'un tipus nou no reemplaça completament els tradicionals. Per exemple, malgrat l'augment de l'aïllament gaseós ecològic, les unitats de repartició amb aïllament sòlid encara representen aproximadament l'8% del mercat, demostrant que les noves tecnologies rarament desplaçen totalment les solucions existents.

L'actuador de magnet permanent (PMA) consta de magnets permanents, una bobina de tancament i una bobina d'obertura. Elimina els enllaços mecànics, els mecanismes de disparador i d'enganxament trobats en els mecanismes operats per molla, resultant en una estructura simple amb molt poques parts. Només un component mòbil principal opera durant el commutació, proporcionant una alta fiabilitat. Utilitza magnets permanents per mantenir la posició de l'interruptor, pertanyent a la categoria d'actuació electromagnètica amb enganxament magnètic permanent i control electrònic. No obstant això, degut a l'alta energia electromagnètica requerida per al tancament i l'obertura, normalment es necessita un condensador d'emmagatzematge d'energia de gran capacitat.

Els mecanismes PMA es classifiquen en diferents tipus, principalment estables simples i biestables, i configuracions de bobina única o doble, sense cap superioritat clara entre ells.

Un mecanisme de magnet permanent biestable utilitza magnets permanents tant per la posició de tancament com per la d'obertura per l'enganxament. Els accions de tancament i obertura s'aconsegueixen energitzant bobines d'excitació separades per impulsionar el nucli de ferro mòbil. Sota les mateixes condicions, el tipus biestable té una corrent de pica de tancament més baixa. Les corrents més petites simplifiquen la circuitària de control, milloren la fiabilitat i reduïxen el risc de danys al controlador. A més, es requereix una capacitat de condensador menor—normalment, un condensador electrolític de 100V/100,000μF pot suportar les operacions de reclosing. No obstant això, la velocitat inicial d'obertura d'un interruptor de buit PMA biestable és inferior a la seva velocitat mitjana durant tot el recorregut de contacte.

Un mecanisme de magnet permanent estable simple utilitza un magnet permanent per l'enganxament de la posició de tancament, mentre que una molla manté la posició oberta. El tancament s'aconsegueix energitzant la bobina de tancament per impulsionar el nucli mòbil, emmagatzemant simultàniament energia a la molla d'obertura. L'obertura s'aconsegueix alliberant l'energia emmagatzemada a la molla.

Com que el PMA estable simple depèn d'una molla per a l'obertura, la seva velocitat inicial d'obertura i la velocitat mitjana d'obertura són superiors a les del tipus biestable, ajustant-se millor a les característiques de força contrària de l'obertura de l'interruptor. No obstant això, ja que cal emmagatzemar energia a la molla d'obertura durant el tancament, la corrent de pica de tancament és significativament més alta que en un mecanisme biestable en condicions comparables.

L'interruptor de buit actuador per magnet permanent AMVAC té una tensió màxima nominal de 27kV. El model de 15kV suporta una corrent nominal fins a 3000A, una corrent de ruptura de curto-circuit de 50kA i una corrent de creació de curto-circuit de 130kA.

Per què no s'ha adoptat ampliament?

1. Rentabilitat (Valor per al Dinero)

Els interruptors PMA tenen menys parts mòbils, una estructura més simple i característiques de força electromagnètica ben adaptades als interruptors de buit. Ofereixen una resistència mecànica que supera les 100.000 operacions—significativament més elevada que les 30.000 operacions típiques dels mecanismes de molla. Això els fa ideals per a la commutació freqüent i aplicacions d'alta contabilitat d'operacions. El seu control electrònic també facilita l'automatització. No obstant això, els interruptors PMA de alta qualitat són significativament més caros. Com a resultat, es fan servir principalment en aplicacions premiums a l'estranger, com en plantes petroquímiques i plataformes offshore, on l'operació sense manteniment, la fiabilitat elevada i la millora de la continuïtat de l'energia són crítiques.

2. Preocupacions sobre la Qualitat

Els interruptors PMA requereixen components de extremadament alta qualitat, incloent condensadors, magnets permanents, electroímans i circuits electrònics. Comparar els interruptors PMA de baixa gamma amb els mecanismes de molla estàndard és injust i enganyós. L'ús de condensadors inferiors o altres components compromet la qualitat general del producte. A diferència dels mecanismes operats per molla, que permeten la substitució i reparació individual de components, els mecanismes PMA són difícils i costosos de reparar. Aquest alt cost de reemplaçament dificulta més encara l'adopció amplia dels interruptors PMA.