האם מפעילי PM מהימנים? השוו סוגים ויתרונות

הביצועים של מנגנוני פעולה של מפסקים הם קובעיים עבור אספקת חשמל מהימנה ואבטחתית. בעוד שמנגנונים שונים כל אחד יש לו יתרונותיו, הופעת סוג חדש לא מחליף לחלוטין את המסורתיים. לדוגמה, למרות עליית גזי ההסבה האקולוגיים, יחידות טבעת הראש עם הסבה מוצקה עדיין מחזיקות בערך 8% מהשוק, מה שמראה שטכנולוגיות חדשות נדירות מאוד מחליפות לחלוטין פתרונות קיימים.

מנוע מגנטים קבועים (PMA) מורכב ממגנטים קבועים, סליל סגירה וסליל פתיחה. הוא מפריע לקישורים מכניים, מנגנונים של הפעלה והתפיסה המופיעים במנגנונים הנעשים על ידי קפיץ, ונותן מבנה פשוט עם מספר קטן מאוד של חלקים. רק רכיב נע ראשי אחד פועל במהלך החלפה, מה שמספק אמינות גבוהה. הוא משתמש במגנטים קבועים כדי לשמור על מיקום המפסק, שייך לקטגוריה של פעולות אלקטרומגנטיות עם אחיזה מגנטית קבועה ובקרה אלקטרוני. עם זאת, עקב האנרגיה האלקטרומגנטית הגבוהה הנדרשת לסגירה ופתיחה, בדרך כלל דרוש קבל אחסון אנרגיה בעל יכולת גדולה.

מנגנוני PMA מוגדרים לסוגים שונים, בעיקר יציב יחיד ויציב כפול, ותצורות סליל יחיד או סליל כפול, ללא עדיפות ברורה ביניהם.

מנגנון מגנטים קבועים דו-יציב משתמש במגנטים קבועים הן למצב הסגירה והן למצב הפתיחה להחזרה. פעולות הסגירה והפתיחה מתבצעות על ידי הזנת סלילים נפרדים להפעלת ליבה נעה של ברזל. תחת אותן תנאים, הטיפוס הדו-יציב דורש זרם סגירה מקסימלי נמוך יותר. זרמים קטנים יותר מפשטים את מעגל הבקרה, משפרים את האמינות ומפחיתים את הסיכון לנזק בשליטה. בנוסף, דרושה קיבולת קטנה יותר של קבל—בדרך כלל קבל אלקטרוליטי בגודל 100V/100,000μF יכול לתמוך בפעולות הסגירה מחדש. עם זאת, מהירות הפתיחה התחלתית של מפסק הריק הדו-יציב היא נמוכה יותר מהמהירות הממוצעת לאורך מסלול היציקה המלא.

מנגנון מגנטים קבועים חד-יציב משתמש במגנט קבוע להחזרה למצב הסגירה, בעוד שהקפיץ שומר על מצב הפתיחה. הסגירה מתבצעת על ידי הזנת סליל הסגירה כדי להניע את הליבה הנעה, תוך אחסון אנרגיה בקפיץ הפתיחה. הפתיחה מתבצעת על ידי שחרור האנרגיה המאוחסנת בקפיץ.

מאחר וה-PMA החד-יציב תלוי בקפיץ לפתיחה, מהירות הפתיחה התחלתית והמהירות הממוצעת של הפתיחה שלו משובחות יותר מאלו של הטיפוס הדו-יציב, התואמות טוב יותר לתכונות הכוח המנוגד של הפתיחה של המפסק. עם זאת, מכיוון שנדרשת אחסון אנרגיה בקפיץ הפתיחה במהלך הסגירה, הזרם המקסימלי לסגירה גבוה באופן משמעותי בהשוואה לטיפוס הדו-יציב בתנאים השוואתיים.

המפסק הריק הנע על ידי מגנטים קבועים AMVAC יש לו מתח מרבי מזויין של 27kV. המודל של 15kV תומך בזרם מזויין עד 3000A, זרם שבירה קצר-הمدار של 50kA וזרם יצירת קצר-הمدار של 130kA.

מדוע הוא לא התקבל בצורה רחבה?

1. יעילות כלכלית (ערך مقابل מחיר)

מפסקים מסוג PMA יש להם פחות חלקים נעים, מבנה פשוט יותר ומאפיינים של כוח אלקטרומגנטי התואמים היטב לעצירת הריק. הם מציעים יציבות מכנית העולה על 100,000 פעולות—משמעותית גבוהה מ-30,000 הפעולות הטיפוסיות של מנגנוני קפיצים. זה הופך אותם למתאים במיוחד לחילופי תכוף ומשימות עם מספר גבוה של פעולות. הבקרה האלקטרונית שלהם גם מאפשרת אוטומציה. עם זאת, מפסקים איכותיים מסוג PMA הם יקרים משמעותית. כתוצאה מכך, הם משמשים בעיקר באפליקציות מתקדמות בחו"ל, כגון במחנות פטרוכימיה ומתקני ימיים, שבהם תפעול ללא תחזוקה, אמינות גבוהה ורציפות חשמל משופרת הם קריטיים.

2. בעיות איכות

מפסקים מסוג PMA דורשים מרכיבים באיכות גבוהה מאוד, כולל קבלים, מגנטים קבועים, אלקטרומגנטים ומעגלים אלקטרוניים. השוואה בין מפסקים מסוג PMA נמוך-איכות לבין מנגנוני קפיצים סטנדרטיים היא בלתי הוגנת ומטעיעה. שימוש בקבלים או מרכיבים אחרים גרועים פוגע באיכות הכללית של המוצר. בניגוד למנגנוני קפיצים, שמאפשרים החלפת ותיקוץ מרכיבים בודדים, מנגנוני PMA קשים ויקרים לתיקון. עלות החלפה גבוהה זו מונעת עוד יותר את הקבלה הרחבה של מפסקים מסוג PMA.