Sistema sa Paghulagway sa Mekanismo nga Gigamit og Motor Alang sa Mataas nga Voltahan nga Disconnector

Ang mga high-voltage disconnectors nanginahanglan og operating mechanisms nga may fast response ug high output torque. Ang daghang kasamtangan nga motor-driven mechanisms gipangandoy sa serye sa reduction components, apan ang mga motor-operated mechanism control systems mahimong mabiling naa sa pagsasatisfy niining mga pangutana.

1. Overview sa Motor-Operated Mechanism Control System para sa High-Voltage Disconnectors

1.1 Basic Concept

Ang motor-operated mechanism control system nagrefer sa usa ka sistema nga gigamit og dual-loop PID control strategy aron magregulate sa motor winding current ug rotational speed, samtang kontrolado ang motion sa mechanism. Kini nagaseguro nga ang disconnector contacts makarating sa gisulti nga velocities sa designado nga travel points, nagsatisfy sa required opening ug closing speeds sa disconnector (DS).

Ang mga disconnectors (DS) ang pinaka gamiton nga tipo sa high-voltage switchgear. Sila nagbuhat og insulation gap sa power networks, nagpapabilin sa critical isolation functions ug nagdula og vital role sa line switching ug busbar reconfiguration. Ang primary function sa motor-operated mechanism control system mao ang automatic monitoring sa voltage ug current, pag-isolate sa high-voltage sections, ug pagseguro sa safety sa high-voltage areas.

1.2 Research Status ug Development Trends

(1) Research Status
Sa high-voltage equipment, ang motor-operated mechanism control systems gitangtang sa dako tungod sa ilang simple structure ug fast operation, naghatag og ease of control. Ang research institutions ug universities sa tibuok kalibutan naggamay sa motor-operated mechanisms gikan sa spring o hydraulic mechanisms, nagpakita sa ilang structural simplicity, superior stability, mas simple nga compressed-gas storage methods, ug mas lawas nga operational complexity kaysa sa conventional systems.

Sa operasyon, ang sistema migsugyot sa movement pinaagi sa electromagnetic force gikan sa current-carrying coils ug internal current variations. Ang iyang application sa high-voltage equipment nagdagan isip usa ka trend, uban ang mga scholars nagpadayon sa pag-achieve og notable progress—nagpadayon sa pagrefine sa motor drive technologies ug nagproposa og innovative improvements.

Bagamaog ang sistema kasagaran gigamit sa circuit breakers, ang research sa ilang paggamit sa disconnectors adunay limitado. Bisag ang motors ug control components bahin sa disconnector motor-operated systems, wala pa may direct-drive system nga gigamit og motor aron direkta mopadayon sa contact opening/closing—nakapresentar sa significant operational limitations.

(2) Development Status
Internationally, ang mga manufacturer sa disconnector nagkompetensya sa pag-improve sa mechanical structures ug integration sa new materials ug technologies aron sa pag-enhance sa performance sa control system.

Sa China, sama sa steady advancement sa power industry, ang numero sa manufacturers namataas kaayo, ug daghan na ang mga large-scale switch control system companies. Ang domestic high-voltage disconnector systems nag-evolve ngadto sa mas taas nga voltage ratings, mas dako nga capacity, enhanced reliability, reduced maintenance, miniaturization, ug modular integration:

• Mas taas nga voltage ug capacity align sa growing national power supply demands;

• Enhanced reliability improves current-carrying capability;

• Advanced materials ug anti-corrosion techniques increase mechanical flexibility ug reduce maintenance needs;

• Miniaturization meets increasing demands for system versatility ug standardization.

2. System Architecture sa Motor-Operated Mechanism Control System

2.1 BLDCM Mechanism System

BLDCM stands for Brushless DC Motor. Igiya niini ang AC power sa DC ug pagkatapos gamit ang inverter aron ibalik sa controlled AC. Naglakip niini og synchronous motor ug driver, ang BLDCM mao ang electromechanical integrated product nga natapos ang drawbacks sa brushed DC motors pinaagi sa pag-replace sa mechanical commutators ngadto sa electronic ones.

Igiya niini ang excellent speed regulation sa robustness sa AC motors, nga may spark-free commutation, high reliability, ug easy maintenance. Sa standby operating mechanisms sa high-voltage disconnectors, ang BLDCMs kasagaran equipped og limit switches ug directly drive ang DS pinaagi sa crank arm aron mogawas/sara—effective addressing traditional issues like excessive linkages ug structural complexity.

2.2 DS Mechanism System

"DS" denotes the high-voltage disconnector, nga naghatag og critical electrical isolation. Ug may simple structure ug high reliability, ang DS units kasagaran gigamit ug nagdula og pivotal role sa design, construction, ug operation sa substations ug power plants.

Sa motor-operated control systems, ang DS mechanism kasagaran gamit ang Digital Signal Processor (DSP) isip core controller aron magmanage sa overall system functions. Ang sistema kasagaran naglakip sa:

• Open/close isolation drive control;

• Motor position detection;

• Speed detection.

Para sa position detection, ang position-sensing circuit naghatag og accurate commutation signals sa logic switch circuit. Ang speed gi-measure pinaagi sa encoder nga nagdetect sa rotor speed, ang LED output signals nagreflect sa rotational velocity.

Ang traditional current detection gidepende sa shunt resistors, nga adunay temperature-induced drift, kompromiso sa measurement accuracy. Bisag unsa, ang insufficient electrical isolation sa external ug control circuits mahimo moboost sa voltage surges, threatening sa system safety.

Sa disenyo sa kontrol nga circuit para sa pag-charge/pag-discharge, ang sistema sa BLDCM nagpapalit sa tradisyonal nga pag-store sa energia pinaagi sa mga kapasitor. Ang bangko sa kapasitor gipahigda ug pagkatapos niana gigisihan gikan sa eksternal nga pinaghunahan sa kuryente, sumala sa pagpataas sa seguridad ug efisiensiya.

3. Pag-impraobra sa Disenyo Alang sa Kontrol System sa Motor-Operated Mechanism

3.1 Open/Close Isolation Drive Control Circuit

Ang circuit niini nagkontrol sa current sa three-phase winding pinaagi sa pag-manage sa mga power switching devices ug implementasyon sa epektibong strategy para sa switch trajectory. Ito mitigates ang transient overvoltage ug switching losses, asegurando ang safe ug stable nga operasyon sa component.

Kung ang switch wala na, ang kapasitor moadsorb ang turn-off current pinaagi sa diode sa panahon sa pag-charge. Kung on, ang discharge mahimong makita pinaagi sa resistor. Ang fast-recovery diodes nga may rated currents nga mas taas sa rating sa main circuit kinahanglan gamiton. Para mapahimulos ang parasitic inductance, ang high-frequency, high-performance snubber capacitors gi-rekomenda.

3.2 Motor Position Detection Circuit

Ang disenyo niini maayong magdetermina sa posisyon sa rotor magnetic poles, kasagaran ngadto sa precise commutation control sa stator windings. Tulo ka Hall-effect sensors gipirmahan sa usa ka Hall disk, samtang ang circular permanent magnet nag-simula sa magnetic field sa motor aron mas mapataas ang accuracy sa posisyon. Sa panahon sa pag-rotate sa magnet, ang output sa Hall sensor nagkakaiba, nahimo kini sa precise electronic rotor positioning.

3.3 Speed Detection Circuit

Ang optical rotary encoder—naglakip sa infrared LED–phototransistor optocouplers ug slotted shutter disk—gigamit para sukdan ang speed sa rotor. Ang optocouplers equal nga gibantog sa circular pattern. Ang shutter disk, na position sa gitas sa LEDs ug phototransistors, naglakip og windows nga modulate ang light transmission samtang ito nag-rotate. Ang resulting pulsed output signal mahimo mogamit para sukdan ang acceleration ug speed sa rotor.

3.4 Current Detection Circuit

Ang traditional shunt-resistor-based detection adunay thermal drift ug poor accuracy. Mas dako pa, ang inadequate electrical isolation sa pagitan sa power ug control circuits nagpailabaw sa risco nga ang high-voltage transients makadaot sa sensitive electronics.

Para matubag kini, ang improved design gigamit ang electrically isolated Hall-effect current sensor. Sa panahon sa operasyon, ang alternating current sa motor windings gisensed, ug ang summing amplifier nagproseso sa output sa sensor. Pagkahuman sa proportional scaling, ang safe, isolated current signal nakuhà.

3.5 Capacitor Charge/Discharge Control Circuit

Ang BLDCM system nagpapalit sa tradisyonal nga pag-store sa energia pinaagi sa capacitor-based solutions, siguro mapataas ang efisiensiya ug mas simple ang charge/discharge control. Ang digital signal processor non-stop monitoring sa capacitor voltage ug terminate ang charging lang kung operational thresholds natapos. Ang disenyo niini maayo sa energy management ug signal acquisition, nahimo kini sa precise circuit control.

4. Conclusion

Ang motor-operated mechanism control system alang sa high-voltage disconnectors represent a strategic response sa rising power demands ug commitment sa safeguarding modern living standards. Pinaagi sa effective resolution sa longstanding limitations sa traditional disconnectors, ang sistema niini nag-play og pivotal role sa pag-advance sa reliability, efficiency, ug intelligence sa power infrastructure.