Os Atuadores PM são Confiáveis? Compare Tipos e Benefícios

O desempenho dos mecanismos de operação dos disjuntores é decisivo para o fornecimento confiável e seguro de energia. Embora diversos mecanismos tenham suas vantagens, a emergência de um novo tipo não substitui completamente os tradicionais. Por exemplo, apesar do crescimento da insulação a gás ecológica, as unidades de anel principal com isolamento sólido ainda detêm cerca de 8% do mercado, demonstrando que novas tecnologias raramente deslocam totalmente soluções existentes.

O atuador de ímã permanente (PMA) consiste em ímãs permanentes, uma bobina de fechamento e uma bobina de abertura. Ele elimina os acoplamentos mecânicos, mecanismos de disparo e travamento encontrados nos mecanismos operados por mola, resultando em uma estrutura simples com muito poucas peças. Apenas um componente móvel primário opera durante a comutação, proporcionando alta confiabilidade. Ele usa ímãs permanentes para manter a posição do disjuntor, pertencendo à categoria de acionamento eletromagnético com travamento magnético permanente e controle eletrônico. No entanto, devido à alta energia eletromagnética necessária para o fechamento e abertura, geralmente é necessário um capacitor de armazenamento de energia de grande capacidade.

Os mecanismos PMA são classificados em diferentes tipos, principalmente monostáveis e bistáveis, e configurações de bobina única ou dupla, sem clara superioridade entre eles.

Um mecanismo de ímã permanente bistável usa ímãs permanentes tanto na posição de fechamento quanto na de abertura para travamento. As ações de fechamento e abertura são realizadas energizando bobinas de excitação separadas para impulsionar o núcleo de ferro móvel. Nas mesmas condições, o tipo bistável tem uma corrente de pico de fechamento menor. Correntes menores simplificam o circuito de controle, aumentam a confiabilidade e reduzem o risco de danos ao controlador. Além disso, é necessária uma capacidade de capacitor menor—geralmente, um capacitor eletrolítico de 100V/100.000μF pode suportar operações de recolocação. No entanto, a velocidade inicial de abertura de um disjuntor a vácuo PMA bistável é menor que sua velocidade média durante todo o percurso de contato.

Um mecanismo de ímã permanente monostável usa um ímã permanente para o travamento na posição de fechamento, enquanto uma mola mantém a posição aberta. O fechamento é realizado energizando a bobina de fechamento para impulsionar o núcleo móvel, armazenando simultaneamente energia na mola de abertura. A abertura é alcançada liberando a energia armazenada na mola.

Como o PMA monostável depende de uma mola para a abertura, sua velocidade inicial de abertura e velocidade média de abertura são superiores às do tipo bistável, melhorando a correspondência com as características de força de contração do disjuntor. No entanto, como a energia deve ser armazenada na mola de abertura durante o fechamento, a corrente de pico de fechamento é significativamente maior que a de um mecanismo bistável em condições comparáveis.

O disjuntor a vácuo acionado por ímã permanente AMVAC tem uma tensão nominal máxima de 27kV. O modelo de 15kV suporta uma corrente nominal de até 3000A, uma corrente de interrupção de curto-circuito de 50kA e uma corrente de fechamento de curto-circuito de 130kA.

Por que Não Foi Amplamente Adotado?

1. Custo-Benefício (Valor pelo Dinheiro)

Os disjuntores PMA têm menos peças móveis, uma estrutura mais simples e características de força eletromagnética bem adaptadas aos interrompedores a vácuo. Eles oferecem resistência mecânica superior a 100.000 operações—significativamente maior que as 30.000 operações típicas dos mecanismos de mola. Isso os torna ideais para comutação frequente e aplicações com alto número de operações. Seu controle eletrônico também facilita a automação. No entanto, os disjuntores PMA de alta qualidade são significativamente mais caros. Como resultado, eles são usados principalmente em aplicações premium no exterior, como em plantas petroquímicas e plataformas offshore, onde a operação sem manutenção, alta confiabilidade e melhoria na continuidade do fornecimento de energia são críticas.

2. Preocupações com a Qualidade

Os disjuntores PMA exigem componentes de extrema qualidade, incluindo capacitores, ímãs permanentes, eletroímãs e circuitos eletrônicos. Comparar disjuntores PMA de baixa qualidade com mecanismos de mola padrão é injusto e enganoso. O uso de capacitores ou outros componentes inferiores compromete a qualidade global do produto. Diferentemente dos mecanismos operados por mola, que permitem a substituição e reparo de componentes individuais, os mecanismos PMA são difíceis e caros de reparar. Este alto custo de substituição dificulta ainda mais a adoção generalizada dos disjuntores PMA.