Ovatko PM-aktuatorit luotettavia? Vertaa tyyppejä ja etuja

Sulkujen toimintamekanismien suorituskyky on ratkaiseva luotettavalle ja turvalle sähköntuotannolle. Vaikka eri mekanismit ovatkin erilaisia etujaan, uuden tyyppisen mekanismin synty ei täysin korvaa perinteisiä. Esimerkiksi vaikka ympäristöystävällinen kaasueristys on nousseena trendinä, pehmeästä eristyksessä varustetut rengasmuodostimet pitävät vielä noin 8 % markkinoista, mikä osoittaa, että uudet teknologiat harvoin täysin korvaavat olemassa olevia ratkaisuja.

Pysyvämagneettinen aktuaattori (PMA) koostuu pysyvämagneeteista, sulkeumakierroksista ja avauskierroksista. Se poistaa mekaaniset linkitykset, jännitysjärjestelmät ja lukitusmekanismit, jotka löytyvät kehystehtävistä mekanismeista, mikä johtaa yksinkertaiseen rakenteeseen vain muutamalla osalla. Vain yksi päärunko liikkuu kytkentäaikana, mikä tarjoaa korkean luotettavuuden. Se käyttää pysyvämagneetteja sulkuaseman ylläpitämiseen, kuuluen sähkömagneettiseen aktuaatioon pysyvän magneettisen lukitsemisen ja sähköisen ohjauksen kategoriassa. Kuitenkin sulkeuma- ja avauskäytön vaatima korkea sähkömagneettinen energia edellyttää yleensä suurkapasiteettista energiavarastokondensaattoria.

PMA-mekanismit luokitellaan eri tyyppeihin, pääasiassa yksivakioisiin ja kaksivakioisiin sekä yhden tai kahden kierroksen asetteluihin, joissa ei ole selvää etulyöntiasemaa niiden välillä.

Kaksivakioinen pysyvämagneettinen mekanismi käyttää pysyvämagneetteja molemmissa sulkeuma- ja avausasemissa lukituksen luomiseen. Sulkeuma- ja avauskäytöt saavutetaan erillisillä virrityskierroksilla, jotka ajavat liikkuvaa rautaytimiä. Samojen olosuhteiden alla kaksivakioinen tyyppi tarvitsee alhaisemman huippusulkeumavirran. Pienemmät virrat yksinkertaistavat ohjauskäytännöt, parantavat luotettavuutta ja vähentävät ohjaussäädinten vaurioitumisen riskiä. Lisäksi pienempi kondensaattorin kapasiteetti on tarpeen—yleensä 100V/100 000μF elektrolyyttikondensaattori voi tukea uudelleensulkemiskäytöksiä. Kuitenkin kaksivakioisen PMA-puhdasilmajousen alkuperäinen avausnopeus on hitaampi kuin sen keskiarvoinen nopeus kokonaisten kosketuspisteiden matkalla.

Yksivakioinen pysyvämagneettinen mekanismi käyttää pysyvämagneetta sulkeuma-aseman lukituksen luomiseen, kun taas keha säilyttää avatusena. Sulkeuma saavutetaan sulkemiskierroksen virrityksellä, joka ajaa liikkuvaa ytimiä, samalla tallentaa energiaa avaamiskehaan. Avaus tapahtuu vapauttamalla tallennettu energia kehasta.

Koska yksivakioinen PMA perustuu kehaan avaamiseen, sen alkuperäinen avausnopeus ja keskimääräinen avausnopeus ovat parempia kuin kaksivakioisessa tyypissä, vastaavat paremmin sulun avaavan vasta-voiman ominaisuuksia. Kuitenkin, koska energiaa on tallennettava avaamiskehaan sulkeuma-aikana, huippusulkeumavirta on huomattavasti korkeampi kuin kaksivakioisessa mekanismissa samankaltaisissa olosuhteissa.

AMVAC:n pysyvämagneettisesti aktivoitu puhdasilmajousen sulku on suurin sallittu jännite 27kV. 15kV malli tukee enintään 3000A virtaa, lyhytsulkuvirtaa 50kA ja lyhytsulkuvarauksen tekoa 130kA.

Miksi sitä ei ole laajasti omaksuttu?

1. Kustannus-hyöty (Hinta-arvo)

PMA-sulkujen liikeosia on vähemmän, ne ovat yksinkertaisemmin rakennettuja, ja niiden sähkömagneettiset voimat sopivat hyvin puhdasilmajoukkoon. Ne tarjoavat mekaanisen kestokyvyn, joka ylittää 100 000 toimintoa—merkittävästi enemmän kuin kehystehtävillä mekanismeilla, jotka tarjoavat yleensä 30 000 toimintoa. Tämä tekee niistä ideaaleja usein kytkettäville ja korkean toimintamäärän sovelluksille. Niiden sähköinen ohjaus myös helpottaa automatisointia. Kuitenkin korkealaatuiset PMA-sulkut ovat huomattavasti kalliimpia. Siksi niitä käytetään pääasiassa premium-sovelluksissa ulkomailla, kuten öljyteollisuuden ja merenalaisilla alustoilla, missä huoltovapaa toimintaa, korkeaa luotettavuutta ja parannettua sähköntuotannon jatkuvuutta vaaditaan.

2. Laatuongelmat

PMA-sulkujen vaativat erittäin korkealaatuisia komponentteja, mukaan lukien kondensaattoreita, pysyvämagneetteja, sähkömagneetteja ja sähkökäytännöitä. Alhaiden PMA-sulkujen vertailu perinteisiin kehystehtäviin mekanismeihin on epäreilua ja harhaanjohtavaa. Heikonlaatuiset kondensaattorit tai muut komponentit heikentävät kokonaisuuden laatua. Erityisesti PMA-mekanismeissa, eri tavoin kuin kehystehtävissä mekanismeissa, joiden komponentit voidaan korvata ja korjata, on vaikeaa ja kalliita korjata. Tämä korvauskustannukset lisäävät esteitä PMA-sulkujen laajalle levinneelle omaksumiselle.