Жоғары деңгейлі жабу-ачу заттары үшін моторды пайдаланып басқаратын жүйе
Жоғары деңгейлік ажыратқыштар тез жауап беру және жоғары шығыс моменті бар іске қосу механизмін талап етеді. Азықты айналдыруға негізделген ағымдағы моторлық механизмдер сериялық азайту компоненттеріне тəуелді болады, бірақ моторлық механизм бақылау жүйелері мына талаптарды өте жақсы түрде қанағаттандырады.
1. Жоғары деңгейлік ажыратқыштар үшін Моторлық механизм бақылау жүйесінің көзі
1.1 Негізгі концепция
Моторлық механизм бақылау жүйесі негізінен моторлық обмотка ағымы мен айналу жылдамдығын басқару үшін эки циклдік PID басқару стратегиясын қолданатын жүйені білдіреді. Бұл ажыратқыш (DS) талап ететін ашу-жабу жылдамдығын қанағаттандыру үшін механизмдің қозғалысын басқарады, сондықтан ажыратқыш контакты белгілі қозғалыс нүктелерінде белгіленген жылдамдықпен қозғалады.
Ажыратқыштар (DS) - ең кең таралған жоғары деңгейлік коммутаторлар түрі. Олар энергия желілерінде изоляция аралығын құрып, маңызды айырмашылық функцияларын орындайды және сызықты ауыстыру және шиналарды қайта құрастыруда маңызды рөл атқарады. Моторлық механизм бақылау жүйесінің негізгі функциясы - автоматты түрде напряжение мен ағымды басқару, жоғары деңгейлік бөліктерді айырмашылыққа алмау және жоғары деңгейлік аймақтарда қауіпсіздікті қамтамасыз ету.
1.2 Зерттеулердің және даму үнерлерінің ағымдағы жағдайы
(1) Зерттеулердің жағдайы
Жоғары деңгейлік құпияларда, моторлық механизм бақылау жүйелері қарапайым структурасы және тез қызмет етуі үшін кеңінен қолданылады, бұл оның басқаруын жеңілдетеді. Дүние жүзіндегі зертханалар және университеттер моторлық механизмдерді пружиналық немесе гидравликалық механизмдерден айырмашылықтай, олардың қарапайым структурасы, жақсартылған стабилділігі, қарапайым сүйіктік газы сақталу ықтималдылығы және қызмет ету қиындығын көрсетеді.
Қызмет ету жүрісінде, система электромагниттік күш арқылы қозғалысқа өтеді, ол ағымды алу қорытындысында және ішкі ағымды өзгерту арқылы пайда болады. Оның жоғары деңгейлік құпияларда қолданылуы трендке айналып, оқырмандар үнемі жетістіктер жеткізеді - моторлық ауытқу технологияларын жалғастырып, жаңа жетістіктерді ұсынады.
Осылайша, осындай системалар көбінесе автоматты ауытқушыларға қолданылады, бірақ ажыратқыштарда қолданылуы туралы зерттеулер аз. Моторлар және басқару компоненттері ажыратқыш моторлық механизмдерінің бөлігі болса да, мотор арқылы контакттарды тіпті ачу/жабу үшін közdesi aktif bir sistem bulunmamaktadır—bu, operasyonel sınırlamalara neden olmaktadır.
(2) Даму жағдайы
Дünya çapında, ayıracak üreticiler genellikle mekanik yapıları iyileştirerek ve yeni malzemeler ile teknolojileri entegre ederek kontrol sistemi performansını önemli ölçüde artırmaya odaklanmaktadır.
Çin'de, elektrik endüstrisinin istikrarlı gelişmesiyle birlikte, üreticilerin sayısı önemli ölçüde artmış ve birçok büyük ölçekli anahtar kontrol sistemi şirketi ortaya çıkmıştır. Yerel yüksek gerilimli ayıracak sistemleri, daha yüksek gerilim seviyelerine, daha büyük kapasitelere, daha fazla güvenilirliğe, daha az bakıma, küçültmeye ve modüler entegrasyona doğru evrimleşmektedir:
Daha yüksek gerilim ve kapasite ülke çapındaki güç taleplerine uygun hale getirilmektedir;
Güvenilirliğin artırılması akım taşıma kapasitesini geliştirir;
Gelişmiş malzemeler ve korozyon önleme teknikleri mekanik esnekliği artırır ve bakım gereksinimlerini azaltır;
Küçültme sistem çok yönlülüğü ve standartlaşmasını artırmak için artan taleplere cevap verir.
2. Моторлық механизм бақылау жүйесінің архитектурасы
2.1 BLDCM механизм жүйесі
BLDCM - бесщеточный постоянный токовый двигатель. Он преобразует переменный ток в постоянный, а затем использует инвертор для обратного преобразования в контролируемый переменный ток. Состоящий из синхронного двигателя и драйвера, BLDCM представляет собой электромеханический интегрированный продукт, который устраняет недостатки щеточных двигателей постоянного тока, заменяя механические коллекторы электронными.
Он сочетает в себе отличное регулирование скорости с надежностью двигателей переменного тока, обеспечивая бесискровое переключение, высокую надежность и легкость обслуживания. В механизмах управления высоковольтными разъединителями BLDCM обычно оснащаются концевыми выключателями и непосредственно приводят DS через кривошип, выполняя операции открытия/закрытия, эффективно решая традиционные проблемы, такие как избыточные соединения и сложность конструкции.
2.2 DS механизм жүйесі
"DS" - это высоковольтный разъединитель, обеспечивающий критическую электрическую изоляцию. С простой конструкцией и высокой надежностью, устройства DS широко используются и играют ключевую роль в проектировании, строительстве и эксплуатации подстанций и электростанций.
В системах управления с моторным приводом механизм DS обычно использует цифровой сигнальный процессор (DSP) в качестве основного контроллера для управления всеми функциями системы. Система также включает:
Управление приводом открытия/закрытия изоляции;
Обнаружение положения двигателя;
Обнаружение скорости.
Для обнаружения положения, схема определения положения предоставляет точные сигналы коммутации логической схеме переключения. Скорость измеряется с помощью кодера, который обнаруживает скорость вращения ротора, а светодиодные выходные сигналы отражают скорость вращения.
Традиционное обнаружение тока основано на шунтирующих резисторах, которые подвержены температурному дрейфу, что снижает точность измерений. Кроме того, недостаточная электрическая изоляция между внешними и управляющими цепями может усиливать скачки напряжения, угрожая безопасности системы.
Заряд-шығару басқару электрекесінің құрылымда BLDCM жүйесі традициялық энергия сақтау құрылғыларының орнына конденсаторларды қолданады. Конденсаторлар банкі зарядталып, содан кейін сыртқы электр ресурстарынан ажыратылады, бұл қауіпсіздікті және нығайтындықты жақсартады.
3. Электр моторымен басқарылатын механизмдің басқару жүйесінің құрылымын жетілдіру
3.1 Ашылу/Жабылу айналмалы басқару электрекесі
Бұл электреке үш фазалы обмотка ағымдарын басқару арқылы энергия коммутаторларын қолдана отырып, ауыстырудың эффективті стратегияларын енгізеді. Ол уақытша өте жоғары напряжение және ауыстыру жеңілтерін азайту арқылы құрылғылардың қауіпсіздігі мен стабилдігін қамтамасыз етеді.
Коммутаторды өшіргенде, диод арқылы зарядталу кезінде конденсатор өшіру ағымын қабылдайды. Коммутаторды қосқанда, шунт резистор арқылы шығару өтеді. Негізгі цепьдің рейтингінен жоғары бағаланған ағымдары бар тез қайта қалпына келетін диоддарды қолдану керек. Паразит индуктивтілікті минималдау үшін, жоғары дауыс, жоғары деңгейлі гасыртқыш конденсаторлар ұсынылады.
3.2 Мотордың орнын анықтау электрекесі
Бұл құрылым ротордың магниттік полюстерінің орнын дәл анықтап, статор обмоткаларының қанағаттандыру басқаруына мүмкіндік береді. Уч Холл-эффекті сенсоры Холл дискіне бекітілген, ал айналма тұрақты магнит мотордың магниттік өрісін жинақтап, орның дәлдігін жақсартады. Магнит айналған сайын, Холл сенсорларының шығындары айырмашылықтай өзгереді, бұл электроникалық түрде ротордың орнын дәл анықтауға мүмкіндік береді.
3.3 Жылдамдықты анықтау электрекесі
Инфракызыл LED-фототранзистор оптокуплерлері мен теріс өлшемдері бар шатыр дискин пайдаланып, ротордың жылдамдығы өлшенеді. Оптокуплерлер дөңгелекті паттернде тағайындалған. Шатыр дискі, LED және фототранзисторлар арасында орналасқан, аны айналған сайын жарық өткізімді модуляциялауды қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, жылдамдықты және үдеуді есептеуге мүмкіндік беретін импульс шығын сигналы алынатын.
3.4 Ағымды анықтау электрекесі
Құбылыс резисторына негізделген традициялық анықтау ыңғайсыздықтары – тепліс салыстыру және төмен дәлдік. Солтанып, энергия және басқару цептерінің електрлық ізоляциясының жетіспесі, жоғары напряжение түрлендірулерінің құрылғыларды зияндауына әкеледі.
Осы проблемаларды шешу үшін, жаңартылған құрылымда електрлық ізоляцияланған Холл-эффекті ағым сенсоры қолданылады. Иске асу кезінде, мотор обмоткасындағы альтернативті ағым сенсордан алынады және қосымша күшейткіш сенсор шығынды өңдейді. Пропорционалды масштабтау арқылы, қауіпсіз, ізоляцияланған ағым сигналы алынатын.
3.5 Конденсаторлардың заряд-шығару басқару электрекесі
BLDCM жүйесі традициялық энергия сақтау құрылғыларының орнына конденсаторларды қолданады, бұл нығайтындықты және заряд-шығару басқаруын қысқартады. Цифрлық сигнал процесоры конденсатор напряжениесын жалғыз қолдану мерзімдері орындалғанда зарядтау өткізілетін. Бұл құрылым энергия менеджменті мен сигнал алуында өте жақсы, дәл электреке басқаруына мүмкіндік береді.
4. Пікір
Жоғары напряжение ашылу-жабылу құрылғылары үшін мотормен басқарылатын механизмдің басқару жүйесі - күшеу қажеттіліктеріне жауап беру және жаңа заман түрінің қауіпсіздігіне сенімді болу үшін стратегиялық қадам. Традициялық ашылу-жабылу құрылғыларының уақытша шектеулерін еффективті түрде шешу арқылы, бұл жүйе энергия инфрақұрылымының сенімділігі, нығайтындығы және ақылдылығын жетілдіруде маңызды рөл атқарады.
