Alta-Volta Senigxiloj kaj Funkciiga Mekanismo Malbonfunkciigoj
Alta-voltagaj disligiloj (HVD) estas gravaj ŝaltdevicoj en elektraj retoj, ĉefe uzataj por izoli elektrajn fontojn kune kun cirkvitrompiloj. Kun la propono de "cifereca reto", daŭraj progresoj en alta-voltaga ŝaltdevica teknologio, kaj la vastiĝo de la ĉina elektra reto, la apliko de HVD-joj pligrandis kvanteca kaj diversa. La elektra operaciamaniero, esenca komponento reganta la ŝaltmovadojn de HVD, postulas eksterordinaran fidon kaj stabilecon.
HVD-joj prezentas altan defektron en alta-voltaga equipamento, kun operaciomanieroj estanta la ĉefa kaŭzo de malfunkciigoj. Komunaj operaciomaniera malfunkciigoj inkluzivas rifuzon de ŝalto, funkciiga malfunkciigo, kaj malplena malfermado/fermado. Fugaĵo de la operaciomaniero—kiam la motoro daŭre funkcias—povas konduki al grandaj energiaj interrompoj en retequipamento. Inter tiuj, malfermado/fermado malfunkciigoj (inkluzive rifuzon de ŝalto, malplena operacio, kaj malalta ŝaltakurateco) signife influas la stabilecon de la reto.
Studoj indikas, ke HVD-malfunkciigoj kaŭzitaj de elektraj operaciomanieroj plejofte venas de dua cirkvito problemoj, kiel kontrolmalfunkciigoj pro malbonkvalitaj elektraj komponentoj aŭ malstrikta konektado en la dua cirkvito. Por amplekse uzeblaj CJx-tipaj elektraj operaciomanieroj, internaj motoroj estas protektataj per termomagnetaj cirkvitrompiloj kaj elektronikaj motorprotekciaj aparatoj. Eksponitaj longtempe ekstere, tiuj manieroj daŭras operacian pozicion por 3–6 jaroj post enmeto, sed iliaj elektraj kontrolkomponentoj estas fragilaj kaj alte sentemaj al ambientaj faktoroj.
Longdaŭra operacio povas malstriktigi limswitches kaj boltojn, kondukante al malplena ŝalto se ne detektita (ekzemple, la 5° pozicia devio en Figuro 1 prezentiĝas kiel risko al la reto). Vojaĝoswitches, grava por ŝaltprocesaj transiroj, suferas de oksiditaj kontaktoj kaj mallonga vivperiodo pro ambientaj influoj.
Resumo kaj Studostaĝo de Alta-Voltaga Disligila Malfunkciigo
En resumo, la ĉefaj kaŭzoj de alta-voltaga disligila (HVD) malfermado/fermado malfunkciigoj povas esti kategorizitaj en du tipoj: elektraj kontrolcirkvito malfunkciigoj kaj mekanikaj sistemo malfunkciigoj. Ĉi artikolo fokusas sur la elektran kontrolcirkviton, kiu ĉefe inkluzivas motorcirkvito malfunkciigojn, limswitch malfunkciigojn, kaj dua cirkvito problemojn. Analizo montras, ke altaj ŝaltmalfunkciigoj plejofte atribuatas al motoraj kaj dua cirkvito malfunkciigoj, signife influante la operacion de HVD. Do, solvi la sekurecon kaj fidon de HVD-operaciomanieroj estas urĝa.
1. Studostaĝo de Alta-Voltagaj Disligiloj
Relevantaj esploristoj kaj inĝenieroj faris vastajn studojn pri la supraj problemoj kaj proponis konstruktivajn solvojn, resumitaj en du klavaj aspektoj:
1.1 Studostaĝo de Dua Cirkvito Malfunkciigoj
Multaj studoj traktis elektrajn komponentproblemojn en dua cirkvito. Malbona sigelado de la operaciomaniera boĉo permesas akvon eniri, kaŭzante korozion de komponentoj, helpswitch/rela malfunkciigo, malstriktaj butonkontaktoj, kaj mekanikaj blokoj—kondukante al ŝaltrefuzo aŭ malplena operacio. Proponitaj solvoj inkluzivas regulan mantenan, humidecgardadon, kaj malfunkciigfluogramojn por rapida trovujo.
Por mekanika uso kiel deformitaj pinoj, malstriktaj limboltoj, aŭ usitaj skruoj pro motorinertia, mezuroj kiel ofta inspektado kaj tempestiva defektforigo estas rekomenditaj. Antikorozia materialo estas sugestita por korozitaj dratkonkonektadoj, dum voltago/rezistanctestmetodoj helpas diagnozi dua cirkvito malfunkciigojn—enhancitaj per defektregistriĝo por plibonigi trovujeffektivon. Ŝarmiloj estas proponitaj por solvi umideckajn problemojn kiel helpswitch misalineo kaj malbona kontaktado en elektraj operaciomanieroj.
Tamen, ekzistantaj studoj nur listas malfunkciigpunktojn kaj emfazas mantenan sen fundamentaj solvoj, reflektante malaltan atenton al dua cirkvito. Manteno personaro ofte subvaloras elektrajn komponentojn relative al mekanikaj partoj, kaj nekonateco pri dua komponent strukturoj/principoj—kombinita kun neglektitaj regulaj inspektadoj—estas indirektaj malfunkciigkaŭzoj.
1.2 Studostaĝo de Ŝaltakurateco Problemaj
Por solvi ŝaltakuratecon kaj mekanikan inertion, scienculoj plibonigis motorcontrolon per dizaino de senburŝa DC motoro (BLDC) kaj permanenta magnet-sincrona motoro (PMSM) operaciomanieroj. BLDC-bazita HVD-maniero kun DSP-kerno kaj duobluma fermita buŝelo strategio montris efektivan ŝaltvelokontrolon. Similaj metodos por realtempa velokontrolo certigas glatan operacion kaj plibonigitan fermadakuratecon, fondante bazon por inteligenta retevoluo. Notinde, tiuj dizajnoj restas en teoriaj studoj kaj laboratorie simulaj stadioj, kun neprovita fidon en praktikaj aplikoj.
2 Distribuita Elektra Operaciomaniera Dizajnoskemo
Surbaze de la supra analizo, la ĉefa kaŭzo de operaciomaniera malfunkciigoj estas la malbona fidon de la elektra kontrolcirkvito, kiuj estas alte sentemaj al ambientaj faktoroj. Malfrua manteno aŭ aliaj problemoj povas damaĝi elektrajn komponentojn, kondukante al ŝaltmalfunkciigoj. En respondon, ĉi artikolo proponas distribuitan dizajnon por elektraj operaciomanieroj.
2.1 Distribuita Kontrolkoncepto por Elektraj Operaciomanieroj
Distribuita kontroldividas la tutan sistemon en apartaj segmentoj, ĉiu sendepende kontrolata de ĉefregilo. Ĉi dizajno disigas la elektran kontrolmodulon de la motordrivmodulon:
Konsiderante la variablan eksteran ambienton kaj kablosuseblecon, tempdividita komuna kabelstraategio estas adoptita bazita sur TRIZ principo de multa uzado. Ĉar motorcontrolcirkvitoj kaj ŝaltstatusindikcirkvitoj ne bezonas samtempan aktivigon, ĉi aproĉo ebligas signaltransdonon por ambaŭ motorcontrol kaj disligila pozicio indicado uzante nur 5 kablos. Ĉi signife reduktas eksterajn ambientajn efektojn sur la elektran operaciomanieron. La tuta kontrolkoncepto de la distribuita elektra operaciomaniero estas montrita en Figuro 2.
2.2 Dizajno de Distribuitaj Kontrolmoduloj
La amplekse uzeblaj CJx-seriaj elektraj operaciomanieroj estas dizainitaj kun integritaj elektraj kaj mekanikaj komponentoj, operaciantaj ekstere ĉiujare en fiksita konfigurado post enmeto. Ĉi integro estas grava faktoro kontribuanta al sia alta malfunkciigoratio. La modula dizajno rompas ĉi unuaĉa ekstera aranĝo dividante la manieron en du apartajn modulojn: elektran kontrolmodulon kaj mekanikan drivmodulon.
La modula dizajno oferas distingajn avantajojn: ĝi permesas la elektran kontrolmodulon esti logitaj en temperaturstabiligita ambiance, signife reduktanta ambientajn efektojn sur HVD-ŝaltoperaciojn; kaj ĝi minimumigas inter-modulan draton, ebligante rapidan anstataŭigon de defektaj moduloj—priorigante "anstataŭigu unue, riparu poste" por plibonigi mantenefektivon kaj redukti retonedirtempon.
2.2.1 Elektra Kontrolmodulo
La elektra kontrolmodulo komponas ĉefregilon, malfermi/fermi transswitch, relais, pozicioindikcirkvitojn, kaj fazmankecan protektoron, kiel priskribite en la dizainokoncepto de Figuro 3.
La kontrollogiko funkcias tiel: ŝaltosignalo (malfermi/fermi) de la butono estas sendita al la regilo, kiu regulas motoroperacion laŭ la komando. Kiam la HVD estas en la malferma stato, la malfermapozicicirkvito aktiviĝas, lumigante la indicilon. Premanta la fermibutonon trigerojn la regilon engaĝi la ĉefmotorrelais kaj fermocirkvito-transrelais, drivanta la HVD fermon. Post finiĝo, la motorrelais malenergiĝas, aktiviĝante la fermopozicicirkvito kaj indicilo. La fazmankeca protektor gardas la motorcirkvito kun horlogfunkcio, diskonectante la ĉefcirkvito en specifa tempintervalo en okazo de defektoj.
2.2.2 Motor Drivmodulo
La motordrivmodulo ĉefe konsistas el AC motoro, velocreduktilo, frictio-kuplo, Siemens-helpswitch, tiristo ark-suprescirkvito, limstopiloj, kaj mekanika fermluado. Kiam la ĉefregilo sendas malfermi/fermi komandon, la motorcontrolcirkvito aktivigas, drivanta la velocreduktilon kaj ĉefakson tra la motoro por ŝaltoperacioj. Limstopiloj ĉe la supro de la ĉefakso, kun la mekanika fermluado, kontrolas la ŝaltaprezision. Meze, la Siemens-helpswitch kun la tiristo ark-suprescirkvito diskonectas la motorcontrolcirkvito, haltigante motoroperacion. 90-grada rotacia margeno ĉe la konektado inter la velocreduktilo kaj ĉefakso ebligas senlastan starton de la motoro. La aspekto de la motordrivmodulo estas montrita en Figuro 4.
2.3 Solvo por Disligila Fermakurateco
La fermoperacio estas grava paŝo por alta-voltaga ŝaltdevico. Malplena fermakurateco povas afekti la stabilan operacion de la tuta energia sistemo. Por plibonigi la malfermo kaj fermakuratecon de la elektra operaciomaniero, ĉi dizajno uzas mekanikan fermluadan aparaton, kun la Siemens-helpswitch kaj frictio-kuplo, por plibonigi la akuratecon iomete.
2.3.1 Siemens Helpswitch kaj Tiristo Ark-Suprescirkvito
La helpswitch estas konektita al la ĉefmotorcirkvito por kontroli la en/elswitcho de la motorcirkvito. La helpswitch ne tendas rugini pro eksteraj ambientaj influoj, kaj ĝia interna frictiomekanismo evitas fortan fermadon. La kontaktoj uzas spiritan pinon kaj duran sheathon por certigi stabila kaj fidinda konektado. La specifa strukturo estas montrita en Figuro 6.
Dizainprincipo de Tiristo Ark-Suprescirkvito: Dum la diskonectado de la helpswitch, arko generiĝas. Por eviti la arkon esti tro granda kaj danĝeriga al la switch, tiristo ark-suprescirkvito estas konektita paralele kun la helpswitch por absorbi la arkon. La specifa cirkvitdizaino estas montrita en Figuro 7, kie kontaktoj 1, 2, 3, kaj 4 estas ĉiuj helpswitch kontaktoj. (Kontaktoj 1 kaj 2 estas uzataj por kontroli la en/elswitcho de la tiristo ark-suprescirkvito, kaj kontaktoj 3 kaj 4 estas uzataj por kontroli la en/elswitcho de la ĉefmotorcirkvito. Estas agordita, ke kontaktoj 1 kaj 2 diskonectu post kontaktoj 3 kaj 4 por atingi la celon de ark-supreso).
2.3.2 Funkcio de la Frictio-Kuplo
La frictio-kuplo gardas la motoron sub ajna abnorma operacia kondiĉo. Kiam la alta-voltaga disligilo estas lokiĝinta post fermado, la ĉefmotorcirkvito rapide diskonectas. Tamen, pro mekanika rotacia inercio, la motoro ne povas halti tuj. En tiu momento, la frictio-kuplo agas kiel forto-relaxanta komponento. Ĝi ebligas la frictio-rodon malplejŝargi, dissipante la motoran mekanikan inercion kaj certigante la precizan pozicion de la alta-voltaga disligilo dum malfermado kaj fermado. Aldone, per reganta la streĉon de la spirto, la frictiotorko povas esti ŝanĝita por konveni al la malfermado kaj fermado de diversaj disligiloj. La frictio-kuplo estas montrita en Figuro 8.
Avantajoj de la Dizainita Skemo super CJx-Tipaj Elektraj Operaciomanieroj
La proponita dizajno eliminigas elektrajn komponentojn kiel vojaĝoswitches kaj limswitches, reduktante instabilecfaktorojn kaj plibonigante la fidon de la elektra operaciomaniero. Ĝi ankaŭ forigas la terminalblokon kun multaj kontaktoj, simpligante la dratkoncirkvito. Kun modula dizajno, nur kvin kablos konektas la du modulojn, grandegaj plibonigas defekt-reparadefektivon. Aldone, ĝi povas formi multajn proteklayerojn kun termomagnetaj cirkvitrompiloj kaj ekzistantaj elektronikaj motorprotekciaj aparatoj. Eĉ se la elektra kontrolcirkvito malfunkciigas, la mekanika fermluado kaj frictio-kuplo garantias motoran sekurecon. La frictio-kuplo kontraŭagantas la forton de motorinertia, kaj la mekanika fermluado prezentas la limstopilon "reboundi", certigante precizan malfermado kaj fermado de la alta-voltaga disligilo kaj protektanta ĝian integrecon. Plie, la motoro neniaskargstarto minimumigas la startan kurenton, evitante equipamentŝokon kaj etendante la operacioperiodon de la operaciomaniero.
3 Eksperimenta Verifiko
Adherante al relevantaj normoj kiel "Alta-Voltagaj AC Disligiloj kaj Terigiloj" kaj "Komunaj Teknikaj Rekviroj por Alta-Voltaga AC Ŝaltdevicoj kaj Kontrolequipamento", la kombino de mekanika fermluado kaj frictio-kuplo plibonigas la malfermado kaj fermakuratecon de la disligilo. Konpare kun la CJx serio elektraj operaciomanieroj, ĝi ofertas pli altan fidon kaj sekurecon. Erardetekto, per multaj malfermado kaj fermado testoj kaj anguldevio mezuroj inter la limstopilo kaj limskruo, montras, ke ili estas proksime alliniitaj, kun reela maŝinado eraro ene de 1°, plene kontentigante la teknologiajn normojn. La reela pozicio estas montrita en Figuro 9.
4 Konkludo
Kiel unu el la klavaj equipamentoj en la elektra reto, la fidon kaj sekurecon de la operaciomaniero de alta-voltagaj disligiloj estas tre grava. Ĉi artikolo prenas la elektran operaciomanieron kiel studobjekton, faras detalajn dizainon kaj analizon de ĝia distribuita kontrolmetodo, kaj verifikas ĝin per eksperimentoj, atingante la atenditajn rezultojn.Surbaze de la koncepto de distribuita kontrolado, la motoro estas dirigitata de la ĉefregilo por sekure kaj akurate kontroli la malfermado kaj fermado operaciojn de alta-voltagaj disligiloj.
Per modula dizainaproĉo, la elektra operaciomaniero ĉefe dividas en elektran kontrolmodulon kaj motordrivmodulon, reduktante la kompleksecon de dratkonado kaj plibonigante la mantenrapidecon.Estas agordita mekanika fermluado. Kombinita kun la specialaj strukturoj de la Siemens-helpswitch kaj la frictio-kuplo, la malfermado kaj fermakurateco de la disligilo estas plibonigita.
