Son os actuadores PM confiables? Compare tipos e beneficios

O rendemento dos mecanismos de manobra dos interruptores é decisivo para un suministro eléctrico fiable e seguro. Aínda que varios mecanismos teñan as súas vantaxes, a emerxencia dun novo tipo non substitúe completamente os tradicionais. Por exemplo, a pesar do auge da isolación gaseosa ecolóxica, as unidades de anel principal con isolamento sólido aínda ocupan aproximadamente o 8% do mercado, mostrando que as novas tecnoloxías raramente desprazan completamente as sistemas existentes.

O actuador de imán permanente (PMA) consiste en imáns permanentes, unha bobina de pechado e unha bobina de apertura. Elimina as ligazóns mecánicas, os mecanismos de disparo e enganche encontrados nos mecanismos operados por molas, resultando nunha estrutura simple con moi poucas pezas. Só un compoñente móbil primario funciona durante a conmutación, proporcionando unha alta fiabilidade. Utiliza imáns permanentes para manter a posición do interruptor, pertencendo á categoría de actuación electromagnética con enganche magnético permanente e control electrónico. No entanto, debido á alta enerxía electromagnética necesaria para o pechado e a apertura, xeralmente é necesario un condensador de almacenamento de enerxía de gran capacidade.

Os mecanismos PMA clasifícanse en diferentes tipos, principalmente monostables e bistables, e configuracións de unha ou dúas bobinas, sen unha clara superioridade entre eles.

Un mecanismo de imán permanente bistable utiliza imáns permanentes tanto na posición de pechado como na de apertura para o enganche. As accións de pechado e apertura logranse energizando bobinas de excitación separadas para dirixir o núcleo de ferro móbil. Nas mesmas condicións, o tipo bistable ten unha corrente de pico de pechado menor. As correntes menores simplifican a circuitaría de control, melloran a fiabilidade e reducen o risco de dano no controlador. Ademais, require unha capacidade de condensador menor—xeralmente un condensador electrolítico de 100V/100,000μF pode soportar operacións de recierre. No entanto, a velocidade inicial de apertura dun interruptor de vacío PMA bistable é menor que a súa velocidade media ao longo do percorrido completo do contacto.

Un mecanismo de imán permanente monostable utiliza un imán permanente para o enganche na posición de pechado, mentres que unha mola mantén a posición de apertura. O pechado lograse energizando a bobina de pechado para dirixir o núcleo móbil, almacenando simultaneamente enerxía na mola de apertura. A apertura realiza-se liberando a enerxía almacenada na mola.

Dado que o PMA monostable depende dunha mola para a apertura, a súa velocidade inicial de apertura e a velocidade media de apertura son superiores ás do tipo bistable, adaptándose mellor ás características de contracción do interruptor. No entanto, porque a enerxía debe almacenarse na mola de apertura durante o pechado, a corrente de pico de pechado é significativamente maior que no mecanismo bistable nas mesmas condicións.

O interruptor de vacío AMVAC actuado por imán permanente ten unha tensión nominal máxima de 27kV. O modelo de 15kV soporta unha corrente nominal de ata 3000A, unha corrente de interrupción de cortocircuíto de 50kA e unha corrente de establecemento de cortocircuíto de 130kA.

Por que Non Foi Xeneralizado?

1. Rentabilidade (Valor pola Calidade)

Os interruptores PMA teñen menos pezas móbeis, unha estrutura máis simple e características de forza electromagnética ben adaptadas aos interrumpidores de vacío. Ofrecen unha resistencia mecánica que supera as 100,000 operacións—significativamente superior ás 30,000 operacións típicas dos mecanismos de mola. Isto os fai ideais para conmutacións frecuentes e aplicacións de alta conta de operacións. O seu control electrónico tamén facilita a automatización. No entanto, os interruptores PMA de alta calidade son significativamente máis caros. Como resultado, úsanse principalmente en aplicacións premium no estranxeiro, como en plantas petroquímicas e plataformas mar adentro, onde a operación sen manutención, a alta fiabilidade e a mellora na continuidade do suministro de enerxía son críticas.

2. Preocupacións de Calidade

Os interruptores PMA requiren componentes de extremadamente alta calidade, incluíndo condensadores, imáns permanentes, electromagnets e circuitos electrónicos. Comparar interruptores PMA de baixa gama con mecanismos de mola estándar é injusto e enganoso. O uso de condensadores ou outros componentes inferiores compromete a calidade global do produto. A diferenza dos mecanismos operados por molas, que permiten a substitución e reparación de componentes individuais, os mecanismos PMA son difíciles e caros de reparar. Este alto custo de substitución dificulta a xeneralización dos interruptores PMA.