Er PM-aktuatorer pålidelige Sammenlign typer og fordele

Ydeevnen af svingekontaktmekanismer er afgørende for en pålidelig og sikker strømforsyning. Selvom forskellige mekanismer hver især har deres fordele, erstatter fremkomsten af en ny type sjældent traditionelle løsninger fuldstændigt. For eksempel udgør solid isolerede ringnetstationer stadig omkring 8% af markedet, trods opkomsten af miljøvenlige gasisoleringer, hvilket viser, at nye teknologier sjældent fuldstændigt erstatter eksisterende løsninger.

Permanent magnet aktuator (PMA) består af permanente magneter, en lukkebobin og en åbningsbobin. Den eliminerer mekaniske koblinger, udløsnings- og låsemechanikker, som findes i fjederdrevne mekanismer, og resulterer i en simpel struktur med få dele. Kun én primær bevægende komponent opererer under skift, hvilket giver høj pålidelighed. Den bruger permanente magneter til at opretholde svingekontaktens position, og hører ind under kategorien elektromagnetisk aktivering med permanent magnetisk låsning og elektronisk kontrol. Imidlertid kræver den store elektromagnetiske energi til lukning og åbning typisk en stor kapacitiv energilagerkapacitor.

PMA-mekanismer er inddelt i forskellige typer, hovedsagelig single-stabile og bi-stabile, samt enkeltbobin- eller dobbeltbobinkonfigurationer, uden klart overlegenhed mellem dem.

En bi-stabil permanent magnet mekanisme bruger permanente magneter både ved luknings- og åbningspositionerne til låsning. Lukning og åbning opnås ved at sætte spænding på separate anspændelsesbobiner for at drive den bevægende jernkerne. Under de samme betingelser har den bi-stabile type en lavere topstrøm til lukning. Mindre strøm forenkler styringskredslabet, forbedrer pålideligheden og reducerer risikoen for skade på kontrolleren. Desuden kræves mindre kapacitiv kapacitet—typisk kan en 100V/100.000μF elektrolytkapacitor understøtte genlukningsoperationer. Dog er den initielle åbningshastighed hos en bi-stabil PMA vakuumsvingekontakt lavere end dens gennemsnitlige hastighed over det fulde kontaktforløb.

En single-stabil permanent magnet mekanisme bruger en permanent magnet til låsning i lukningspositionen, mens en fjeder opretholder den åbne position. Lukning opnås ved at sætte spænding på lukningsbobinen for at drive den bevægende kerne, samtidig med lagring af energi i åbningsfjederen. Åbning opnås ved at frigive den lagrede energi i fjederen.

Eftersom den single-stabile PMA afhænger af en fjeder til åbning, er den initielle åbningshastighed og den gennemsnitlige åbningshastighed bedre end dem hos den bi-stabile type, og passer bedre til svingekontaktens åbningsmodstandscharakteristikker. Imidlertid er den topstrøm til lukning markant højere end ved en bi-stabil mekanisme under sammenlignelige betingelser, da energi skal lagres i åbningsfjederen under lukning.

AMVAC permanent magnet aktiveret vakuumsvingekontakt har en maksimal nominel spænding på 27kV. Modellen på 15kV understøtter en nominel strøm op til 3000A, en kortslutningsafbrydelsesstrøm på 50kA og en kortslutningsopbygningsstrøm på 130kA.

Hvorfor er det ikke blevet bredt anvendt?

1. Kostnadseffektivitet (Værdi for pengene)

PMA-svingekontakter har færre bevægende dele, en mere simpel struktur og elektromagnetiske kraftegenskaber, der passer godt til vakuumafbrydere. De tilbyder en mekanisk holdbarhed, der overstiger 100.000 operationer—markant højere end de 30.000 operationer, der typisk ses hos fjedermechanismer. Dette gør dem ideelle til hyppige skift og applikationer med mange operationer. Deres elektroniske kontrol faciliterer også automatisering. Imidlertid er højkvalitets PMA-svingekontakter markant dyrere. Derfor anvendes de primært i premiumapplikationer i udlandet, såsom i petrokemiske anlæg og offshore-platforme, hvor drift uden vedligeholdelse, høj pålidelighed og forbedret strømforsyningskontinuitet er afgørende.

2. Kvalitetsproblemer

PMA-svingekontakter kræver ekstremt højkvalitetskomponenter, herunder kondensatorer, permanente magneter, elektromagneter og elektroniske kredsløb. At sammenligne lavprisede PMA-svingekontakter med standard fjedermechanismer er urimeligt og misvisende. Brug af lavkvalitetskondensatorer eller andre komponenter underminerer den samlede produktkvalitet. I modsætning til fjederdrevne mekanismer, hvor individuelle komponenter kan erstattes og repareres, er PMA-mekanismer svære og dyre at reparere. Denne høje ersættelseskost yderligere hindrer bred anvendelse af PMA-svingekontakter.