Motorbediende stelsel vir hoogspegel-ontsluiters

Hoogspanningsafskakelaars vereis bedryfsmechanismes met vinnige reaksie en hoë uitvoerende koppel. Die meeste huidige motor-aangedrewe mechanismes is afhanklik van 'n reeks verminderingkomponente, maar motorbedryfde bestuursisteme bevredig effektief hierdie vereistes.

1. Oorsig van die Motorbedryfde Bestuursisteem vir Hoogspanningsafskakelaars

1.1 Basiese Konsep

Die motorbedryfde bestuursisteem verwys hoofsaaklik na 'n stelsel wat 'n dubbele-lus PID-bestuurstrategie gebruik om die motorwindingstroom en rotasiespoed te reguleer, daardoor die beweging van die mechanisme beheer. Dit verseker dat die afskakelaarkontakte spesifieke spoed bereik by aangewese reis punte, wat die vereiste oop- en toe-spoede van die afskakelaar (DS) bevredig.

Afskakelaars (DS) is die wye verspreide tipe hoogspanningskruiwer. Hulle skep doeltreffend 'n isolasiegap in kragnetwerke, vervul kritiese isolasiefunksies en speel 'n belangrike rol in lynswitse en busbalans herkonfigurasie. Die primêre funksie van die motorbedryfde bestuursisteem is om outomaties spanning en stroom te moniteer, hoogspanningsafdelings te isoleer, en veiligheid in hoogspanningsareas te verseker.

1.2 Navorsingsstatus en Ontwikkelingstendense

(1) Navorsingsstatus
In hoogspanningsuitrusting word motorbedryfde bestuursisteme wyd geïmplementeer as gevolg van hul eenvoudige struktuur en vinnige operasie, wat maklike beheer bied. Navorsingsinstellings en universiteite wêreldwyd het duidelik motorbedryfde mechanismes onderskei van veer- of hidrouliese mechanismes, wat hul eenvoudige struktuur, beter stabiliteit, eenvoudiger gekompres gas-opbergmetodes, en minder komplekse operasie teenoor konvensionele stelsels uitlig.

Operasioneel begin die stelsel beweging deur middel van elektromagnetiese krag gegenereer deur stroomdragende spoels en interne stroomvariasies. Sy toepassing in hoogspanningsuitrusting word 'n tendens, met skolers wat noemenswaardige vooruitgang behaal—deur voortdurend motorbestuurtegnologie te verfyn en innoverende verbeteringe voor te stel.

Terwyl sulke stelsels algemeen op skakelaars toegepas word, bly navorsing oor hul gebruik in afskakelaars beperk. Alhoewel motore en bestuurskomponente deel van afskakelaarmotorbedryfde stelsels vorm, bestaan daar geen direkte-aandryfstelsel nie wat 'n motor gebruik om kontakopening/sluiting direk te aktiveer—wat beduidende operasionele beperkings inhou.

(2) Ontwikkelingsstatus
Internasionaal kom afskakelaarvervaardigers hoofsaaklik in mededinging deur die verbetering van meganiese strukture en die integrasie van nuwe materiale en tegnologieë om die prestasie van bestuursisteme aansienlik te verbeter.

In China, met die gestage vooruitgang van die kragindustrie, het die aantal vervaardigers aansienlik gegroei, en 'n groot aantal groot-skaalse skakelbestuurstelselmaatskappye het ontstaan. Domestiese hoogspanningsafskakelaarstelsels evolueer na hoër spanningvlakke, groter kapasiteit, verbeterde betroubaarheid, verminderde onderhoud, miniaturisering, en modulaire integrasie:

• Hoër spanning en kapasiteit stem ooreen met toenemende nasionale kragverskaffingsbehoeftes;

• Verbeterde betroubaarheid verbeter stroomdraagvermoë;

• Vergesogte materiale en anti-korrosiemetodes verhoog meganiese buigsaamheid en verminder onderhoudsbehoeftes;

• Miniaturisering voldoen aan toenemende behoeftes vir stelselversaatility en standaardisasie.

2. Stelselargitektuur van die Motorbedryfde Bestuursisteem

2.1 BLDCM-meganisme-stelsel

BLDCM staan vir Brushless DC Motor. Dit rectifiseer AC-krag na DC en gebruik dan 'n inverteerder om dit terug te omskep na beheerde AC. Dit bestaan uit 'n sinchronmotor en 'n bestuurder, en is 'n elektromeganiese geïntegreerde produk wat die negatiewe aspekte van geborreleerde DC-motore oorkom deur meganiese kommutators met elektroniese een te vervang.

Dit kombinere uitstekende spoedregulerings met die robuustheid van AC-motore, kenmerk deur vonkvrye kommutasie, hoë betroubaarheid, en maklike onderhoud. In stand-by bedryfsmechanismes vir hoogspanningsafskakelaars word BLDCM-typies met limiet-skakele toegerus en dryf die DS direk deur 'n kraalarm om oop/toe-operasies uit te voer—wat tradisionele probleme soos oormaatige skakeling en strukturele kompleksiteit effektief aanspreek.

2.2 DS-meganisme-stelsel

"DS" dui die hoogspanningsafskakelaar aan, wat kritiese elektriese isolasie verskaf. Met 'n eenvoudige struktuur en hoë betroubaarheid word DS-eenhede wyd gebruik en speel 'n sentrale rol in die ontwerp, konstruksie, en operasie van transformastations en kragstasies.

In motorbedryfde bestuursisteme gebruik die DS-meganisme tipies 'n Digitale Signaalprosesseur (DSP) as die kernbestuurder om algehele stelselfunksies te bestuur. Die stelsel sluit ook in:

• Oop/toe-isolasie-aandryfbeheer;

• Motorposisiebespieding;

• Spoedbepaling.

Vir posisiebespieding verskaf die posisie-bespiedingsirkel akkurate kommutasiesignale aan die logiese swaai-irkel. Spoed word gemeet deur 'n encoder wat rotorspoed bespeur, met LED-uitsetsignale wat rotasiespoed weerspieël.

Tradisionele stroombespieding is afhanklik van shunt-weerstande, wat onder temperatuur-veranderingen dreif, wat die meetakkuraatheid kompromitteer. Daarbenewens kan onvoldoende elektriese isolasie tussen eksterne en beheer-sirkels spanningspieke versterk, wat die stelselveiligheid bedreig.

In die laai/ontlaai beheerkringontwerp vervang die BLDCM-stelsel konvensionele energieopslag met kondensators. Die kondensatorbank word opgelaai en dan geïsoleer van die buite-energiebronne, wat veiligheid en doeltreffendheid verhoog.

3. Ontwerpondersteunings vir die Motor-operasie Beheersisteem

3.1 Open/Sluit Isolasiedraaibeperkingsbeheerkring

Hierdie kring beheer driedraadse spoelstrome deur stroomverwisselingsapparate te bestuur en effektiewe strategieë vir skakelroete uit te voer. Dit verminder oorgangsoorspanning en skakelverliese, wat veilige en stabiele komponentbedryf verseker.

Wanneer die skakelaar af is, absorbeer 'n kondensator die afsluitstroom deur 'n diode tydens oplaai. Wanneer aan, vind ontlaai plaas deur 'n weerstand. Vinnig-hersteldiods met gerate strome wat die hoofkring se waardes oorskry, moet gebruik word. Om parasitiese induktansie te minimeer, word hoëfrekwensie, hoëprestasiestilweerstandkondensators aanbeveel.

3.2 Motorposisie Deteksiekring

Hierdie ontwerp bepaal akkuraat rotor magneetpoolposisies, wat presiese kommutasiebeheer van statorspoel moontlik maak. Drie Hall-effek sensore word vasgeplak op 'n Hall-skyf, terwyl 'n sirkulêre permanente magneet die motor se magneetveld simuleer vir verbeterde posisionele akkuraatheid. As die magneet draai, varieer die Hall-sensoruitsette duidelik, wat presiese elektroniese rotorposisionering moontlik maak.

3.3 Spoed Deteksiekring

'n Optiese roterende encoder—wat bestaan uit infrarood LED–fototransistor optokoppelaars en 'n gesplete sluiterdisk—word gebruik om rotorspoed te meet. Die optokoppelaars is ewe verdeel in 'n sirkelvormige patroon. Die sluiterdisk, geleë tussen LEDs en fototransistors, het vensters wat ligtransmissie modifiseer terwyl dit draai. Die resulteerde gepulseerde uitvoersignaal maak berekening van rotorversnelling en -spoed moontlik.

3.4 Stroom Deteksiekring

Tradisionele shunt-weerstand gebaseerde deteksie ly onder temperatuurdrif en swak akkuraatheid. Bovendien, onvoldoende elektriese isolasie tussen krag- en beheerkringe riskeer dat hoëspanningsfluktuasies sensitiewe elektronika beskadig.

Om hierdie probleme te hanteer, gebruik die verbeterde ontwerp 'n elektries geïsoleerde Hall-effek stroomsensor. Tydens operasie word die wisselstroom in motorspoelwaarde opgevang, en 'n sommeversterker verwerk die sensoruitset. Na proporsionele skaalstelling word 'n veilige, geïsoleerde stroomsig verkry.

3.5 Kondensator Laai/Ontlaai Beheerkring

Die BLDCM-stelsel vervang konvensionele energieopslag met kondensator-gestunde oplossings, wat doeltreffendheid betydelik verbeter en laai/ontlaai beheer vereenvoudig. 'n Digitale seinprosessor moniteer kontinu kondensatorvoltage en beëindig laai slegs wanneer operasionele drempelwaardes bereik is. Hierdie ontwerp uitblink in energiebestuur en seinverwerving, wat presiese kringbeheer moontlik maak.

4. Gevolgtrekking

Die motor-operasie beheersisteem vir hoëspanningsafskakelaars verteenwoordig 'n strategiese reaksie op die stygende kragvrae en 'n toewyding tot die beskerming van moderne leefstandaarde. Deur langbestaande beperkings van tradisionele afskakelaars effektief op te los, speel hierdie stelsel 'n kardinale rol in die bevordering van die betroubaarheid, doeltreffendheid en intelligensie van kraginfrastruktuur.