راهنمای جامع مکانیسمهای عملکرد در برشگرهای دایرهای با ولتاژ بالا و متوسط
پرینگ مکانیزم عملیاتی در شیرهای برش با ولتاژ بالا و متوسط چیست؟
پرینگ مکانیزم عملیاتی جزء مهمی در شیرهای برش با ولتاژ بالا و متوسط است. این مکانیزم از انرژی پتانسیل الاستیک ذخیره شده در پرینگها برای آغاز عملیات باز کردن و بستن شیر استفاده میکند. پرینگ توسط یک موتور الکتریکی شارژ میشود. هنگامی که شیر عمل میکند، انرژی ذخیره شده آزاد شده و حرکت تماسهای متحرک را ایجاد میکند.
ویژگیهای کلیدی:
مکانیزم پرینگ از انرژی الاستیک ذخیره شده در پرینگها استفاده میکند.
این مکانیزم عملیات باز کردن و بستن شیر برش را آغاز میکند.
پرینگ توسط یک موتور شارژ میشود و در زمان عمل، انرژی ذخیره شده خود را آزاد میکند تا تماسهای متحرک را حرکت دهد.
مکانیزم عملیاتی هیدرولیک در شیرهای برش با ولتاژ بالا چگونه کار میکند؟
مکانیزم عملیاتی هیدرولیک در شیرهای برش با ولتاژ بالا برای باز کردن یا بستن تماسهای شیر استفاده میشود. این مکانیزم بر اساس دینامیک سیالات هیدرولیک برای کنترل حرکت شیر عمل میکند. هنگامی که عمل لازم است، فشار هیدرولیک آزاد شده و تماسها به طور مورد نیاز باز یا بسته میشوند. غیرقابل فشردگی و جریانپذیری سیستمهای هیدرولیک آنها را برای ارائه حرکت سریع و قدرتمند مورد نیاز در تغییر ولتاژ بالا مناسب میکند.
توجه: نمودار زیر اصل عمل مکانیزم هیدرولیک-پرینگ را نشان میدهد. سری HMB یکی از پیشگامان مشهور در این تکنولوژی است.
ویژگیهای کلیدی:
مکانیزم هیدرولیک از دینامیک سیالات برای کنترل عملیات شیر استفاده میکند.
فشار هیدرولیک آزاد شده تا تماسها را به طور مورد نیاز باز یا بسته کند.
غیرقابل فشردگی و ویژگیهای جریان سیستم آن را برای عملیات سریع و با نیروی بالا در کاربردهای HV مناسب میکند.
نقش مکانیزمهای عملیاتی موتوری در شیرهای برش با ولتاژ بالا چیست؟
مکانیزمهای عملیاتی موتوری در شیرهای برش با ولتاژ بالا برای کنترل عملیات تغییر وضعیت استفاده میشوند. این مکانیزم از یک موتور الکتریکی برای شارژ پرینگ یا به طور مستقیم حرکت دادن بخشهای متحرک استفاده میکند. موتور چرخیده و پرینگ را میپیچاند یا بخشهای مختلف را حرکت میدهد، بنابراین مدار را باز یا بسته میکند. این طراحی دقت و کنترل بالایی ارائه میدهد که برای مدیریت سیستمهای ولتاژ بالا ضروری است.
توجه: پس از معرفی مکانیزم موتوری توسط ABB، چند شرکت داخلی (مثل PG) طراحیهای مشابهی را بیش از یک دهه پیش توسعه دادند. اما اکثر این پروژهها در نهایت متوقف شدند و امروزه به ندرت دیده میشوند.
ویژگیهای کلیدی:
مکانیزم موتوری از یک موتور الکتریکی برای کنترل عملیات شیر استفاده میکند.
موتور پرینگ را شارژ میکند یا به طور مستقیم بخشهای مختلف را حرکت میدهد تا مدار را باز یا بسته کند.
این مکانیزم دقت و کنترل بالایی ارائه میدهد که برای کاربردهای ولتاژ بالا ضروری است.
مکانیزمهای عملیاتی مغناطیسی در شیرهای برش با ولتاژ متوسط
مکانیزم عملیاتی مغناطیسی در شیرهای برش با ولتاژ متوسط از نیروی مغناطیسی برای عملیات شیر استفاده میکند. این مکانیزم شامل یک سولنوید - یک سیم پیچ که هنگام عبور جریان از آن میدان مغناطیسی تولید میکند. هنگامی که انرژی میشود، میدان مغناطیسی به سرعت تماسها را جدا میکند و مدار را قطع میکند. این مکانیزم بسیار قابل اعتماد است و عملیات سریع ارائه میدهد که آن را برای کاربردهای MV بسیار مناسب میکند.
ویژگیهای کلیدی:
مکانیزم مغناطیسی از نیروی تولید شده توسط میدان مغناطیسی برای عملیات شیر استفاده میکند.
این مکانیزم شامل یک سولنوید (سیم پیچ) است که هنگام انرژی میدان مغناطیسی تولید میکند.
نیروی مغناطیسی به سرعت تماسها را جدا میکند و عملیات سریع و قابل اعتماد را امکانپذیر میکند که برای سیستمهای MV مناسب است.
چگونه انتخاب مکانیزم عملیاتی بر عملکرد شیر تأثیر میگذارد؟
انتخاب مکانیزم عملیاتی به طور قابل توجهی بر عملکرد شیر برش تأثیر میگذارد. هر نوع - پرینگ، هیدرولیک، موتوری و مغناطیسی - مزایای منحصر به فرد خود را دارد و برای ولتاژهای مختلف و کاربردهای متفاوت مناسب است.
مکانیزمهای پرینگ به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان آنها به طور گستردهای استفاده میشوند.
مکانیزمهای هیدرولیک کنترل دقیق و با نیروی بالا ارائه میدهند که برای کاربردهای ولتاژ بالا مناسب است.
مکانیزمهای موتوری دقت و برنامهریزی بالایی ارائه میدهند.
مکانیزمهای مغناطیسی بسیار قابل اعتماد هستند و با زمان پاسخ سریع، برای شیرهای برش خلاء MV مناسب هستند.
در نهایت، انتخاب به توجه به نیازهای خاص کاربرد، از جمله سطح ولتاژ، شرایط بار و عوامل محیطی است.
خلاصه:
انتخاب مکانیزم عملیاتی به طور قابل توجهی بر عملکرد قطعکننده تأثیر میگذارد.
هر نوع (فنری، هیدرولیکی، موتوری، مغناطیسی) مزایای منحصر به فردی برای ولتاژها و کاربردهای مختلف دارد.
انتخاب باید بر اساس نیازهای خاص کاربرد باشد، نه فقط هزینه.
روند آینده در مکانیزمهای عملیاتی قطعکنندهها
با پیشرفت تکنولوژی، میتوان از نوآوریهایی که روند آینده مکانیزمهای عملیاتی را شکل میدهند انتظار داشت:
علم مواد ممکن است به فنرهایی بیشتر تحملپذیر و کارآمد برای مکانیزمهای فنری منجر شود.
بهبود تکنولوژی هیدرولیکی ممکن است به سیستمهای دقیقتر و قابل اعتمادتر منجر شود.
تکنولوژی موتور ممکن است به مکانیزمهای موتوری کوچکتر و کارآمدتر انرژی منجر شود.
تکنولوژی مغناطیسی ممکن است برای عملکرد سریعتر و مقاومتر بهبود یابد.
این پیشرفتها منجر به مکانیزمهای عملیاتی کارآمدتر، فشردهتر و قابل اعتمادتر خواهد شد.
خلاصه:
پیشرفت تکنولوژیکی روند آینده مکانیزمهای عملیاتی را شکل میدهد.
پیشرفتهای علم مواد، هیدرولیک، موتورها و مغناطیس عملکرد را بهبود میبخشد.
مکانیزمهای آینده کارآمدتر، قابل اعتمادتر و فشردهتر خواهند بود.
نیازهای نگهداری برای مکانیزمهای عملیاتی مختلف قطعکنندهها
نیازهای نگهداری بر اساس نوع مکانیزم متفاوت است:
مکانیزمهای فنری: نیاز به بازرسی و روغنکاری منظم برای حفظ تمامیت فنر و صافی مکانیکی دارند.
مکانیزمهای هیدرولیکی: نیاز به بازرسی دورهای برای فرار روغن و وضعیت مایع؛ ممکن است سیلندرها و شیرها با گذشت زمان تخریب شوند.
مکانیزمهای موتوری: نیاز به بازرسی وضعیت موتور، براشها (در صورت وجود) و اتصالات الکتریکی دارند.
مکانیزمهای مغناطیسی: به طور کلی نگهداری کمتری دارند، اما سیلنود و اتصالات الکتریکی باید به طور دورهای بازرسی شوند.
خلاصه:
نیازهای نگهداری به نوع مکانیزم بستگی دارد.
مکانیزمهای فنری و هیدرولیکی نیاز به نگهداری مکانیکی بیشتری دارند؛ موتوری نیاز به بازرسی الکتریکی دارند.
مکانیزمهای مغناطیسی نگهداری کمتری دارند اما همچنان نیاز به بازرسی دورهای دارند.
چگونه مکانیزم عملیاتی بر هزینه قطعکننده تأثیر میگذارد؟
نوع مکانیزم به طور مستقیم بر هزینه قطعکننده تأثیر میگذارد:
مکانیزمهای فنری به دلیل طراحی ساده و قابل اعتمادشان معمولاً هزینه کمتری دارند.
مکانیزمهای هیدرولیکی، موتوری و مغناطیسی پیچیدهتر هستند و به طور کلی هزینه بیشتری دارند.
اما انتخاب تنها بر اساس هزینه نباید باشد. عواملی مانند سطح ولتاژ، پروفایل بار، شرایط محیطی و نیازهای قابلیت اطمینان باید در نظر گرفته شوند. مکانیزمهای فنری معمولاً انرژی عملیاتی کمتری دارند، در حالی که مکانیزمهای هیدرولیکی نیروی عملیاتی بالاتری تحویل میدهند.
خلاصه:
نوع مکانیزم بر هزینه کلی تأثیر میگذارد.
مکانیزمهای فنری هزینهپذیر هستند؛ مکانیزمهای هیدرولیکی، موتوری و مغناطیسی گرانتر هستند.
انتخاب باید بر اساس نیازهای فنی باشد، نه فقط هزینه اولیه.
تأثیر محیطی مکانیزمهای عملیاتی مختلف قطعکنندهها
مکانیزمهای مختلف تأثیرات محیطی متفاوتی دارند:
مکانیزمهای فنری: تأثیر محیطی حداقلی — از انرژی مکانیکی استفاده میکنند بدون مایع یا تخلیه.
مکانیزمهای هیدرولیکی: خطر روانکاری روغن وجود دارد که میتواند به آلودگی خاک و آب منجر شود. حذف مایع هیدرولیک باید با دقت مدیریت شود.
مکانیزمهای موتوری: انرژی الکتریکی مصرف میکنند که به مصرف انرژی عملیاتی و دنباله کربنی میافزاید.
مکانیزمهای مغناطیسی: عموماً محیط زیستدوستانه هستند، اما انرژی برای تولید میدان مغناطیسی نیاز است.
خلاصه:
تأثیر محیطی با مکانیزم متفاوت است.
سیستمهای هیدرولیک خطر ریسک نشت دارند؛ سیستمهای موتوری موجب افزایش مصرف انرژی میشوند.
مکانیزمهای مغناطیسی محیط زیستدوستانه هستند، اگرچه باید مصرف انرژی آنها را در نظر گرفت.
خلاصه: قابلیت اطمینان مکانیزمهای فنری در کاربردهای بالقوه (۳۵ کیلووات و بالاتر)
برای شکستگرهای بالقوه (۳۵ کیلووات و بالاتر)، مکانیزمهای فنری ساختاری ساده دارند و نظریاً قابلیت اطمینان بیشتری دارند. با این حال، تجربه عملیات شبکه برق اخیر نشان میدهد که مکانیزمهای فنری بدون مشکل نیستند، شامل:
خستگی فنر منجر به باز/بسته شدن ناقص
گیر کردن مولفههای قفلکننده منجر به عدم عملکرد
تغییر شکل سوراخ محور منجر به تغییر خصوصیات قطع، که موجب عملکرد نامناسب یا شکست میشود
علاوه بر این، سری BLK از فنرهای پیچیده نمونههای شکست فنر را به دلیل تحمل ضعیف محیط (مانند دما و رطوبت) نشان دادهاند.
برای تشخیص عیوب در شکستگرهای و مکانیزمهای آنها در طی آزمونهای معمول، تحقیقات گستردهای در سراسر جهان انجام شده است. در حالی که دستگاههای آزمون و روشهای تحلیلی متعددی وجود دارد، استفاده از سیگنالهای آزمون و تحلیلهای پیشرفته برای ارزیابی و بهبود قابلیت اطمینان مکانیزمها همچنان یک کار چالشبرانگیز و مداوم است.
