Háspennuhylki og aðstæður sem valda misfalli á hreyfingarkerfi
Hámarkaflekkar (HVD) eru mikilvægar skiptingar tækni í rafmagnsnätum, ákveðnir til að skipta milli raforkunnar í samstarfi við skiptingar. Með framfaraorðun "rafnets" og ótrúlegri þróun hámarkaskiptingartækni, og með útfarandi Kínas rafnet, hafa HVD-notkunir eykt bæði í magni og fjölbreytileika. Rafmagns stjórnunarskipanin, sem er mikilvægur hluti sem stýrir HVD-skiftun, krefst sér einkennilegs trausts og stöðugleikar.
HVD-er hafa hættu orsakar af hámarkatækni, með stjórnunarskipanir sem aðalorsök fyrir villur. Almennar vandamál með stjórnunarskipanir eru neyslan á skiptingu, stjórnunarvillur, og ekki fullskafna opning/lokkun. Þegar stjórnunarskipanin fer úr kontrolli—þar sem motorinn heldur áfram að keyra—getur þetta leitt til stórra raforkuvilla í nätshlutum. Af þessum, geta opning/lokkunsvillur (með neyslu á skiptingu, ekki fullskafna aðgerð, og lágt skiptingarnákvæmni) haft mikil áhrif á netstöðugleika.
Rannsóknir benda til að HVD-villur vegna rafmagnsstjórnunarskipana eru oftast valda af annarrar rásar vandamálum, eins og stjórnunarfylling vegna slæmara rafmagnseininga eða lausa tenginga í annarrar rás. Fyrir almennt notaða CJx-típa rafmagnsstjórnunarskipanir, eru innri mötor varnir með hita-magneti skyldur og rafmagns motorverndar tækni. Þegar skipanir eru úti í langtímabúð, halda þær stjórnunarmótum fyrir 3-6 ár eftir uppsetningu, en rafmagnsstjórnunareiningarnar eru dæmilegar og mjög áhættulegar fyrir umhverfisáhrif.
Langtímabúð getur lausnir markmiðaskiptingar og boltar, sem leiðir til ekki fullskafna skiptingar ef ómerkt (til dæmis, 5° staðsetningar skekkjan í Mynd 1 gerir netriska). Ferðaskiptingar, sem eru mikilvægar fyrir skiptingargang, erfara rostaðeins og styttra líftíma vegna umhverfisáhrifa.
Samantekt og Rannsóknarstaða Hámarkaflekkavilla
Samkvæmt samantektingu, má deila aðalorsökum fyrir opning/lokkunsvillur hjá hámarkaflekks (HVD) í tvær flokkar: rafmagns stjórnunarferðavillur og verktaka kerfi villur. Þessi grein fokuserar á rafmagns stjórnunarferð, sem aðallega inniheldur motorferðavillur, markmiðaskiptingarvillur, og annarrar rásar vandamál. Eftir rannsóknir benda til að hæstu villur komu frá motorum og annarrar rásar vandamálum, sem hafa mikil áhrif á HVD-stjórnun. Því miður, er mikilvægt að finna lausnir fyrir öryggis og stöðugleika HVD-stjórnunarskipana.
1. Rannsóknarstaða Hámarkaflekkar
Tilteknu rannsóknarmaður og verkfræðingar hafa gert mikið rannsóknir á ofan nefndum vandamálum og birt samþykkt lausnir, samantekt í tvö aðalpunkt:
1.1 Rannsóknarstaða Annarrar Rásarvillur
Margar rannsóknir hafa fjallað um rafmagnseiningar í annarrar rás. Slæmar sögun í stjórnunarskipanaskápum leyfir rigning að fara inn, sem gerir einingar rostnar, aukalegu skiptingar/relé fyrirbúð, lösu tengingar, og mekaniskar fylkingar—sem allt leiðir til neyslu á skiptingu eða ekki fullskafna aðgerð. Tilkynndar lausnir eru regluleg viðhald, fuktavernd, og villuskýringar fyrir flott upplösun.
Fyrir mekaniska sletta eins og mislagaðar spenningar, lösu boltar, eða sletta skrufar vegna motorinnar, er mælt með frekari athugaðri og tímaðra brottnám. Rostvarnandi efni er tillagt fyrir rostnar tengingar, en spenna/wiðstandstill æfslu hjálpa að greina annarrar rásar villur—auk þess að bæta villubókun til að bæta upplösun. Hitadæmi hafa verið tillögð til að takast á móti fuktkomuldur eins og aukalegu skiptingar misstillingar og slæmar tengingar í rafmagnsstjórnunarskipanir.
En, núverandi rannsóknir lýsa bara villupunktum og leggja áherslu á viðhaldi án grundvallarlausna, sem sýnir lág áherslu á annarrar rás. Viðhaldsmenn oft underverta rafmagnseiningar í samanburði við mekaniska hluti, og ókunnátta við annarrar rás hluti/skrár—samt óviðhald—eru ódirekt orsakir villu.
1.2 Rannsóknarstaða Skiptingarnákvæmni Vanda
Til að takast á móti skiptingarnákvæmni og mekaniskum sveigjanleika, hafa skólaritendur bætt við motorstjórnun með hönnun á borðlessa DC-motor (BLDC) og evna magneti synchro motor (PMSM) stjórnunarskipanir. BLDC-based HVD skipan með DSP kjarni og tvö lokuð lykkju stjórnun hefur sýnt efni skiptingahraða stjórnun. Sama aðferðir fyrir rauntíma hraða áhorf endursmekkja snertlausan keyrslu og bæta lokkunarnákvæmni, sem leggja grunn fyrir snertlaust rafnät. Athugað skal að þessar hönnunir eru enn í teymisrannsóknar og labborðssimuleringar, án prófaðs trausts í raunverulegum notkun.
2. Dreifð Hönnun Rafmagns Stjórnunarskipanir
Byggt á ofan nefndum grein, mun helsta orsök fyrir stjórnunarskipanir villur vera lága traust á rafmagns stjórnunarkerfinu, sem er mjög áhættulegt vegna umhverfisáhrifa. Óreglulegt viðhald eða aðrar vandamál geta skemmt rafmagnseiningar, sem leitar til skiptingarvillur. Í svara, býður þessi grein dreifða hönnun fyrir rafmagns stjórnunarskipanir.
2.1 Dreifð Stjórnunaráhugun fyrir Rafmagns Stjórnunarskipanir
Dreifð stjórnun deilar heilt kerfi í mismunandi parta, hver með sjálfstæðri stjórnun af aðalstjórnunarskipan. Þessi hönnun skiptir rafmagns stjórnunarkerfinu frá motor keyrslukerfinu:
Með tilliti til breytilegra úti umhverfis og snúræðanákvæmni, er tíma-deilduð sameignskabeli aðferð valin á TRIZ's multi-notkunarskilyrðum. Þar sem motor stjórnunarkerfi og skiptingar staðsetningar táknger ekki þurfa að virka saman, leyfir þessi aðferð signal sendingu fyrir bæði motor stjórnun og skiptingar staðsetningar með bara 5 snúr. Þetta minnkar ytri umhverfisáhrif á rafmagns stjórnunarskipanir. Heildar stjórnunaráhugun dreifða rafmagns stjórnunarskipanir er sýnd í Mynd 2.
2.2 Hönnun Dreifðra Stjórnunarskipanir
Almennt notaðar CJx-sería rafmagns stjórnunarskipanir eru hönnuð með samþætt rafmagns og mekaniskum hlutum, sem keyra úti ársins alla ár í fastri stillingu síðan uppsetningu. Þessi samþætting er aðal orsök fyrir hættu orsakar. Modulk Hönnun brestur þessa all-in-one útistillingu með því að deila skipanir í tvær mismunandi skipanir: rafmagns stjórnunarkerfi og mekaniskt keyrslukerfi.
Modulk Hönnun býður upp á mismunandi kosti: hún leyfir rafmagns stjórnunarkerfi að vera staðsett í stöð með stöðugri herði, sem minnkar umhverfisáhrif á HVD skiptingar; og hún minnkar tengingar milli skipanir, sem leyfir flott skiptingu af brottnám skipanir—með "skipt fyrst, brotta seinna" að vísa að aukin viðhaldsefni og minnka netdýpun.
2.2.1 Rafmagns Stjórnunarkerfi
Rafmagns stjórnunarkerfi inniheldur aðalstjórnun, opning/lokkunar skipting, relé, staðsetningartækni, og fazalausvernd, eins og sýnt er í hönnun konsepti í Mynd 3.
Stjórnunarlýsing virkar svona: skiptingarskjal (opning/lokkun) frá takkinu er sent til stjórnunar, sem stýrir motor keyrslu eftir skipun. Þegar HVD er í opnum skjal, er opningarskjal virkt, sem ljósar tákni. Lokkunartakki trykkur á stjórnun til að virkja aðal motor relé og lokkunarskjal skipting, sem keyrir HVD til lokkunar. Aftur á eftir lokkun, er motor relé óvirkt, sem virkar lokkunarskjal og tákni. Fazalausvernd varnar motor kerfi með tímaskeið, sem ósamþykkir aðal kerfi innan skilgreindar tíma fyrir villur.
2.2.2 Motor Keyrslukerfi
Motor keyrslukerfi inniheldur aðallega AC motor, hraðaaðlagar, friðgeislacoupler, Siemens aukalegu skipting, thyristor bogsuppression kerfi, markskiptingar, og mekanisk lásakerfi. Þegar aðalstjórnun sendir opning/lokkun skipun, er motor stjórnunarkerfi virkt, sem keyrir hraðaaðlagar og aðal áxla með motor fyrir skiptingar. Markskiptingar á toppinu af aðal áxlunni, í samstarfi við mekanisk lásakerfi, stjórna skiptingar staðsetningar nákvæmni. Samtímis, Siemens aukalegu skipting starfar með thyristor bogsuppression kerfi til að ósamþykka motor stjórnunarkerfi, sem stoppar motor keyrslu. 90-gráður snúningar bil á tengingunni milli hraðaaðlagar og aðal áxlunni leyfir óhlaða byrjun á motor. Uppsjónar mynd af motor keyrslukerfi er sýnd í Mynd 4.
2.3 Lausn fyrir Hámarkaflekkar Lokkunarnákvæmni
Lokkun aðgerð er mikilvægur skrefur fyrir hámarkaskiptingar. Of læg lokkunarnákvæmni getur haft áhrif á stöðugan keyrslu alls rafkerfis. Til að auka opning/lokkunarnákvæmni rafmagns stjórnunarskipanir, notar þessi hönnun mekanisk lásakerfi, í samstarfi við Siemens aukalegu skipting og friðgeislacoupler, til að bæta nákvæmni í ákveðinni muni.
2.3.1 Siemens Aukalegu Skipting og Thyristor Bogsuppression Kerfi
Aukalegu skipting er tengdur við aðal motor kerfi til að stjórna á/af motor kerfi. Aukalegu skipting er ekki líklegt að rosta vegna ytri umhverfisáhrifa, og innri friðgeisla mekanismi forðast óbein lokkun. Tengingar nota spring-loaded pin og harð skjól til að tryggja stöðug og traust tengingar. Sérstakt bygging er sýnd í Mynd 6.
Hönnunaráhugun Thyristor Bogsuppression Kerfi: Í lokun aukalegu skipting, er bog búinn til. Til að forðast að boginn sé of stór og skemmt skipting, er thyristor bogsuppression kerfi tengt í parallel við aukalegu skipting til að drekka bog. Sérstakt kerfis hönnun er sýnd í Mynd 7, þar sem tengingar 1, 2, 3, og 4 eru allar aukalegu skipting tengingar. (Tengingar 1 og 2 eru notuð til að stjórna á/af thyristor bogsuppression kerfi, og tengingar 3 og 4 eru notuð til að stjórna á/af aðal motor kerfi. Það er skilgreint að tengingar 1 og 2 ósamþykkja eftir tengingar 3 og 4 til að búa til markmið bogsuppression).
2.3.2 Virkni Friðgeislacoupler
Friðgeislacoupler varnar motor fyrir allar óvenjulegar keyrslu. Þegar hámarkaflekkar er í stað eftir lokkun, er aðal motor kerfi fljótlega ósamþykkt. En, vegna mekaniskar snúningar inerti, getur motor ekki stoppað strax. Í þessu tíma, virkar friðgeislacoupler sem kraft afla hluti. Hann leyfir friðgeislagear að snúa án þungar, sem drekkur motorinnar mekanisk inerti og tryggir nákvæm staðsetningu hámarkaflekkar í opning/lokkun aðgerð. Auk þess, með að breyta ströngs þrýsting, má breyta friðgeisla kraft til að passa opning/lokkun aðgerð mismunandi flekkar. Friðgeislacoupler er sýnd í Mynd 8.
Forskur Hönnunaráhugunar við CJx-Típa Rafmagns Stjórnunarskipanir
Þessi tilkynnd hönnun tekur bort rafmagnseiningar eins og ferðaskiptingar og markskiptingar, sem minnkar óstöðugleikar og bætir traust rafmagns stjórnunarskipanir. Hún tekur bort terminal blokk með margar tengingar, sem einfalda tengingarkerfi. Með modulk hönnun, eru bara fimm snúr tengdir tveimur skipanir, sem bætir flott brottnám. Auk þess, hún getur formt margar verndar lag með hita-magneti skyldur og núverandi rafmagns motorverndar tækni. Jafnvel ef rafmagns stjórnunarkerfi villur, mekanisk lásakerfi og friðgeislacoupler tryggja motor öruggleika. Friðgeislacoupler mótlagir kraft frá motor mekanisk inerti, og mekanisk lásakerfi forðast markskiptingar fra "rebound", sem tryggir nákvæm opning/lokkun hámarkaflekkar og varnar hans heill. Auk þess, motorinn's óhlaða byrjun minnkar byrjun straum, sem forðast tækni skokk og lengir stjórnunarskipanir's keyrslutíma.
3 Prófanlegt Staðfesting
Samkvæmt viðeigandi staðlar eins og "Hámarka AC Skiptingar og Jarðskiptingar" og "Samanburðarlegar tekniske krav fyrir hámarka AC skiptingar og stjórnunarskipanir", sambærileg með mekanisk lásakerfi og friðgeislacoupler bæta að opning/lokkunarnákvæmni skiptingar. Samanburði við CJx seríu rafmagns stjórnunarskipanir, býður hún upp á hærra öruggleika og öruggleika. Villufinding, með margar opning/lokkun prófanlegt og horn skekkjan mælingar milli markskiptingar og markskrutur, sýnir að þeir eru nálægt jafngildir, með raunverulegur verklun skekkjan innan 1°, fullkomlega uppfylla tekniske staðlar. Raunveruleg staðsetning er sýnd í Mynd 9.
4 Ályktun
Sem einn af aðal tækni í rafnetinu, er öruggleika og öruggleika stjórnunarskipanir hámarkaflekkar af mikilvægi. Þessi grein tekur rafmagns stjórnunarskipanir sem rannsóknarmál, gerir nákvæm hönnun og greinargerð af dreifð stjórnunaráhugun, og staðfestir hana með prófanlegt, ná að forsendum.Byggt á dreifð stjórnunaráhugun, er motorinn keyrt af aðalstjórnun til að örugga og nákvæm stjórnun opning/lokkun aðgerð hámarkaflekkar.
Með modulk hönnun, er rafmagns stjórnunarskipanir aðallega skipt í rafmagns stjórnunarkerfi og motor keyrslukerfi, sem minnkar flóknar tengingar og bætir flott viðhald.Mekanisk lásakerfi er sett upp. Samanburði við sérstök bygging Siemens aukalegu skipting og friðgeislacoupler, er opning/lokkunarnákvæmni skiptingar bætt.
