Motor-Operated Mechanism Control System for High-Voltage Disconnectors Sistema de kontrol motorizatua hauta tensioeko deskonektoreei

Altsoenketako erreakzio azkar eta irabazi handiko eragileak behar dituzte altu-tentsioaren iturri-deskonpartzaileek. Uneko motorrezko eragile gehienak mugikorrerako komponente-serie bat erabiltzen dute, baina motorrekin eginak diren eragile-kontrol sistemak oso ondo betetzen dute eskerrak.

1. Altu-tentsioaren Iturri-Diskonpartzaileen Motorrekin Eginak Diren Eragile-Kontrol Sistemaren Ikuspegi Orokorra

1.1 Oinarrizko Kontzeptua

Motorrekin eginak diren eragile-kontrol sistema nagusia PID kontrol estrategia bikotzar bat erabiltzen du motorren konponduko korrontea eta biraketa-abiadura kudeatzeko, hala eragiten ezazue eragilearen mugimendua. Honek ziurtatzen du diskonpartzailearen kontaktuak puntu espesifikoen abiadura zehatzetan iritsi, diskonpartzailearen (DS) ireki eta itxi abiaduren eskerrak betetzeko.

Diskonpartzaileak (DS) dira altu-tentsioaren iturri-handiena erabiltzen diren mota. Energia sarrera horietan isolamendu-zati bat sortzeko modu efektibokoan, funtzio isolamendu garrantzitsuak betetzen dituzte eta linearen aldatzean eta busbarren berreskurapenean rol garrantzitsu bat jolasten dute. Motorrekin eginak diren eragile-kontrol sisteman funtzio nagusia da tensioa eta korrontea automatikoki monitorizatzera, altu-tentsioaren zatiak isolatzera, eta altu-tentsioeko zonaldeetako segurtasuna zehaztea.

1.2 Ikerketa egoera eta garapenerako tendentziak

(1) Ikerketa egoera
Altu-tentsioaren gailuetan, motorrekin eginak diren eragile-kontrol sistemat askotan hartzen dira, egitura sinplea eta eragilea azkarra izateagatik, kontrola errazagoa baita. Munduko ikerketa institutu eta unibertsitate guztiek motorrekin eginak diren eragileak argi bereizten dituzte muelle edo hidraulika eragileetatik, egitura sinpleagoa, estabilitate hobea, kompresio-gasen biltegiratze metodo sinpleroak eta eragile tradizionalen gaineko eragilearen operazio-komplexutasun txikiagoa nabarmenduz.

Eragitean, sistema mugimendua hasitzen du korronteko marroiak eta barnean korrontea aldaketak sortutako indarru elektromagnetikoaren bidez. Altu-tentsioaren gailuetan aplikazioa trend bat bihurtzen ari da, ikertzaileek motor drive teknologien kontinuokoa hobetzen dutela eta proposamen berriak ateratzen dituztela.

Sistema horiek ohikoak dira itsasaldi-ordezkatzaileetan, baina diskonpartzailetan erabilera horren ikerketa oraindik murriztuta dago. Motors eta kontrol osagaiak diskonpartzaile motorrekin eginak diren sistemen zati bat dira, baina oraindik ez dago sistema zuzendaritza bat motor bat erabiliz kontaktuak irekitzeko/itxitzeko - operazio-murrizketak garrantzitsuak dituena.

(2) Garapen egoera
Nazioartean, diskonpartzaile fabrikariak mekanismo estrukturalak hobetzen dituzte eta material berriak eta teknologia integrazioa egiten dute kontrol-sistema-ren prestazioak oso ondo hobetzeko.

Txinan, energia industrian zegoen aurrerapena arrunta dela, fabrikari kopurua handitu egin da, eta asko switch kontrol sistemarako enpresa handiak agertu dira. Txinan, altu-tentsioaren diskonpartzaile sistema batzuk gora joan ari dira, tensio handiagoa, kapasitate handiagoa, fidagarritasuna handiagoa, mantenu gutxiago, txikitzapena, eta moduluar integrazioa:

• Tentsio eta kapasitate handiagoak nazioarteko energia emanaldi eskerrak betetzen dituzte;

• Fidagarritasun handiagoa korronte portatzeko ahalmena hobetzen du;

• Material berriak eta anti-korrozioko teknikak mechanikoki oso mugikortasuna handitzen dute eta mantenu beharretan murriztuta daude;

• Txikitzapena sistema anitzeko eta estandarratzeko eskerrak betetzen ditu.

2. Motorrekin Eginak Diren Eragile-Kontrol Sistemaren Egitura

2.1 BLDCM Eragile Sistema

BLDCM esanahia Brushless DC Motor da. AC indar elektrikoari DC bihurtzen dio, eta inbertsore baten bidez kontrolatutako AC bihurtzen du. BLDCM biraka motor sinkrono bat eta gidatzaile bat ditu, elektronikoki aldaketa egiten dituen elektrikoki integratutako produktu bat da, brushed DC motorsen arazoak gainditzen dituena.

Abiadura regulazio ona eta AC motorsen solideotasuna batera datoz, kommutazio spark-free, fidagarritasun handia eta mantenua erraza dituena. Altu-tentsioaren diskonpartzaileentzat zain egindako eragileetan, BLDCMak limit switches bezala diseinatuta daude, eta crank arm baten bidez DSren irekiera/itxiera egiten dute—linkage excesiboa eta egituraren konplexutasuna ebazteko.

2.2 DS Eragile Sistema

"DS" altu-tentsioaren diskonpartzailea adierazten du, isolamendu elektrikoa ematen duena. Egitura sinple eta fidagarritasun handiarekin, DS unitateak askotan erabiltzen dira eta subestazio eta energiaren planten diseinuan, eraikuntzan eta funtzionamenduan rol garrantzitsu bat jolasten dute.

Motorrekin eginak diren kontrol sistemetan, DS eragileak Digital Signal Processor (DSP) bat erabiltzen du sistema osoaren funtzioak kudeatzeko. Sistema honek ere barnean du:

• Irekiera/itxiera isolamendu drive kontrola;

• Motorearen posizio detektorea;

• Abiadura detektorea.

Posizio detektoreetan, posizio-sensing circuitak kommutazio signal zehatzak logika switch circuitari ematen dizkie. Abiadura encoder baten bidez neurtzen da, rotorren abiadura detektatzen duena, LED output signalak errotazio-abiadura adierazten ditu.

Tradizionalki, korronte detektoreak shunt resistorretan oinarritzen dira, tenperatura-induzitako drifta duelako, neurketa zehatzasuna murrizten du. Gainera, kanpo eta kontrol circuituen arteko isolamendu elektrikorik ez dago, voltaje gorrispenak handitzen ditu, sistema seguruentzat arriskutsua izan dezakeena.

Kargatu/beskargatu kontrol zirkuituaren diseinuan, BLDCM sistema kapasitoreekin ordeztu egiten du energia gordeko moduko arrakasta. Kapasitore bankua kargatzen da eta ondoren kanpoko indarrarekin isolatzen da, segurtasuna eta efizientzia handituz.

3. Motorra erabiltzen duen mekanismoaren kontrol sisteman diseinu hobetzeak

3.1 Ize/Itxi isolamenduaren kontrol zirkuitua

Zirkuitu hau potentsia-indarraren aldaketarako tresnen kudeaketa bidez hiru faseko bobinadura-egoerako indarrak kontrolatzen ditu, eta switch-en traietoriako estrategiak aplikatzen ditu. Transienteko oher-tentsioa eta switch-en galderak murrizten dira, osagaien lanbide seguru eta estabila dute.

Switch-a itzalita dagoenean, kapasitore bat diode baten bidez kargatzean itxi-korrontea absorbatzen du. Aktibatuta dagoenean, diskarga erraztesta baten bidez gertatzen da. Main circuitaren balioa gainditzen duten rated korrienteko fast-recovery diodeak erabili behar dira. Parasito inductantziari gutxitzea, maiztasun altu eta prestazio ondoren snubber kapasitoreak gomendatzen dira.

3.2 Motorraren posizio detektatzeko zirkuitua

Diseinu honek rotor magnetikoaren polo posizioak zehazki determinatzen ditu, stator bobinaduruen kommutazioa zehatz kontrolatzeko aukera ematen duena. Hiru Hall-effektu sensorretatik koordinatzen diren Hall disk batean, eta birabari magnetiko zirkularreko motorren eremua simulatzen duen posizio-zehatzeko zehaztasuna handitzen du. Magnetikoa biratzen denean, Hall sensorretako irteerak aldatzen dira, elektronikoki rotor posizioa zehazki kokatzen dutelarik.

3.3 Abiadura detektatzeko zirkuitua

Optikoa biraka encoder—infragorria LED–fototransistor optokupler eta slotted shutter disk—erabiltzen da rotorren abiadura neurtzeko. Optokuplerak zirkuluaren patroian banatuta daude. Shutter disk, LED eta fototransistor artean kokatuta, leihoak ditu, eta horiek argi transmititzeko biratzen denean modulatzen dute. Honek ematen duen pulsatzaile-sinalak rotorren azelerazioa eta abiadura kalkulatzeko aukera ematen du.

3.4 Korronte detektatzeko zirkuitua

Tradizionala shunt-resistorraren detektazioak tenperatura drift eta zehaztasun txikiak ditu. Gehiago, potentzia eta kontrol zirkuituen arteko elektrikoki isolamendu ezegokia, tente-voltaje altuak sentikorra elektronika dañatzeko arrisku bat da.

Honek konpontzeko, hobetako diseinuan elektrikoki isolatutako Hall-effektu korronte sensorra erabiltzen da. Lan egitean, motorren bobinaduran dagoen korronte alternoa detektatzen da, eta batuketa amplifikadoreak sensorren irteera prozesatzen du. Proportzional eskalatuta, seguru eta isolatutako korronte sinal bat lortzen da.

3.5 Kapasitore kargatu/deskargatu kontrol zirkuitua

BLDCM sistema kapasitore-baserako soluzioekin ordeztu egiten du energia gordeko moduko arrakasta, efizientzia handituz eta kargatu/deskargatu kontrola sinplifikatuz. Digital signal processor kapasitoreko tentsioa jarraitu monitorizatzen du eta kargatzea amaitzen du soilik operazioaren muga betetzen direnean. Diseinu honek energia kudeaketan eta sinalen eskuhartean doitu egiten du, zirkuituaren kontrol zehatzeko aukera ematen duena.

4. Amaitzeko hitzak

Tension handiko itxi-ixeentzako motorra erabiltzen duen mekanismo kontrol sistemak indarra eskuratzen joan diren eskarien erantzuna da, eta bizitza modernoaren egoera babesteko apustua da. Tradizionala itxi-ixeentzako murrizketen erresoluzio efektibarekin, sistema hau lagundu egingo du potentzia infrastrukturen fidagarritasuna, efizientzia eta intelektualitatea aurreratzeko rol nagusi bat.