Framleiðsla á fyrirbærum hlekkjuhringu með lokafærslu fyrir hágildis og hágögnspeningu
I. Rannsóknarbakgrunnur og aðalvandamál
1.1 Rannsóknarbakgrunnur
Með því að stærð vélavirksni ársins og stig skammstöðuhraga hefur aukast, eru hærra kröfur lagðar á virkjan til að takmarka skammstöðuhraga. Þegar núverandi aðferðir sem notaðar eru eru rafbúnaðarhragatökmarkara (SFCL), samsettir tökuhragabrotara og samsettir tökuhragafýsil. Af þessum afbrigðum hafa samsettir tökuhragafýsil verið markaðsvæl val eftir að þau hafa hátt teknologíulegri myndun, kostefni og víða notkun.
En núverandi tækni hefur tvö stór takmörk:
• Rafbúnaðarstyrt tegund: Hún byggir á viðvörunarfullum rafkerfum og ytri stjórnunarkrafta, sem gæti valdið misvirkingu eða brottnám vegna kerfisbrottnáms eða tapa á stjórnunarkrafta. Tryggð hennar er bundin við ytri skilyrði.
• Bogastartad tegund: Með förm á form en einfaldur skipulag, sterka viðbótara, smá stærð og lág kostnað, er hún með lægri merkt straum (typiskt ≤600A) og hragskynja (typiskt ≤25kA), sem gerir erfitt að uppfylla skyldur hágildis og hágildis atvinnu (til dæmis, stórmetallurgi, efnaverksmið, gögnakerfi).
1.2 Aðal mótmæli
Aukning á virkni bogastartad fýsil standa fyrir grunnmótmæli: samsvar milli fljótar aðgerðar og straumsvæðis. Til að ná fljótari aðgerð (lægur fyrir-boga I²t gildi) er nauðsynlegt að hafa litla sniðmengi fusalestri. Á hina vegna, aukning á merkt straumsvæði krefst stærra sniðmengi fusalestri. Stækkun sniðmengis aukar fyrir-boga I²t gildi, sem valdar langsamari aðgerð við skammstöðu. Þetta leyfir raunverulega skammstöðuhraga auka, sem leitar í brytingarbrotnám.
II. Lausn: Aðal teknologíulegur framgangur og nýsköpunarleg hönnun
2.1 Virkni
Þessi lausn notar bogaupphafsþátt sem miðju mælanema og upphafsþátt. Skipulag hans er aðallega tvær koparplötur, innri silurfusalestri (með sérstaklega hönnuð sniðmengi), fyllimynda og útgáfu. Brotgangurinn fer eins og eftirfarandi:
- Bogar: Þegar skammstöðuhraga kemur upp, fusalestrin sniðmengi smelta fljótt og boga, sem myndar upphafsbogaspenna.
- Upphafs: Þessi bogaspenna tenndur fljótt paralelsamt explosív brotar (rafstelpu).
- Straumskipting: Brotarinn exploderar, myndar hágilt leiðarveg, sem biðlar skammstöðuhraga að skipta yfir í paralelsamt bogaslagtökuhraga grein.
- Brot: Bogaslagtökuhragan boga, myndar mjög hágilt bogaspenna sem biðlar strauminn að fara að núlli, sem náð er fljótari tökuhragabrot.
2.2 Aðal nýsköpun: Hönnun á hágilta sniðmengi straumsþéttleika
Upphafsstraumargildi (I₁) er aðalgildi sem ákvarðar brotsgong, sem þarf að vera innan bestu spöns 8-15kA. Fyrir bogastartad hönnun, er merkt straumur sterkt tengdur við upphafsstraum.
Aðal framgangur þessa lausnar liggur í mikilvæg aukning á sniðmengi straumsþéttleika. Með þeoretískum afleiðing:
• Upphafsstraumargildi I₁ ∝ (fyrir-boga I²t * di/dt)^(1/3)
• Fyrir-boga I²t gildi ∝ (sniðmengi fusalestris (S))²
Úrfærsla: Undir sama merkt straumi og skammstöðuskilyrðum, hærri sniðmengi straumsþéttleiki krefst minni sniðmengi fusalestris (S), sem aukar fyrir-boga I²t gildi. Þetta tryggir fljótari aðgerð jafnvel við mjög hágildis skammstöðuhraga, sem gerir trygg brot. Hönnunar markmiðið þessa lausnar er að hækka þetta mælitölfrum núverandi vöru stigi af ~1000 A/mm² yfir 3000 A/mm².
2.3 Skipulags betriun og simuleranaverkun
• Simuleranaverkfæri: ANSYS 11.0 hugbúnaður var notaður fyrir parametrísku myndun á APDL tungumáli, sem gerir mögulegt nákvæm reikning fusalestrar og simuleranafyrir-bogaferlis.
• Fusalestras skipulagsval: Hefðbundið hringlúppuhönnun var hætt við að favna rétthylki hönnun. Þessi skipulag maximizera straumsvæði í ekki-sniðmengi svæðum, sem ná níðra viðbótar og hærra straumsvæði innan sama rúmmets, fullkomlega leysir mótmæli milli straumsvæðis og hraða.
• Parametriske betriun: Aðal parametrar eins og sniðmengi breidd (b), hylki breidd (c), bil (d) og þykkt (h) voru betriður gegnum margþætt simuleranar. Bestu lausnin fyrir lágviðbótar var leitaður eftir að tryggja framleiðslufeasibility (til dæmis, að undan komast element brottnám eða skekur).
Betriunarsamþykkt: Lokahönnunin náði fusalestrar viðbótar 15.2 μΩ og sniðmengi fusalestris 0.6 mm², fullkomlega uppfyllir kröfur fyrir 40 kA brotsgang.
III. Virkni prófun og prófunar niðurstöður
3.1 Hitastiga prófun
• Prófunar skilyrði: Notuð 2000 A AC straumur fyrir staðbundið samfelld aðgerð.
• Prófunar niðurstöður:
o Mælt kalda viðbótar var 15.0 μΩ, hægt samræmd við simuleranargildi (15.2 μΩ), sem staðfestir model nákvæmni.
o Hitastig í aðalhlutum uppfyllti staðla (85 K í sniðmengi, um 47 K í endapunktum).
o Straumsvæði staðfesti merkt straum 2000 A. Reiknað sniðmengi straumsþéttleika náði 3300 A/mm², sem er ofan við svipaðir innlend og alþjóðar vöru.
3.2 Skammstöðu upphafs prófun
• Prófunar skilyrði: Settu upp simuleranafærslu til að mynda forspurnar symmetrisk skammstöðuhraga 40 kA.
• Prófunar niðurstöður:
o Mælt upphafsstraumargildi var 15.1 kA, hægt samræmt við simuleranar spáð gildi (15 kA) og innan bestu spöns 8-15 kA.
o Myndaðar bogaspenna náði 50 V, nógu hóg til að tryggja rafstelpu tenningu innan mikrosekúnd, sem sýnir fljót og trygg aðgerð.
IV. Samanstilling og förm
Þessi lausn náði að útbúa hágildis bogastartad fýsil. Aðal samanstilling og förm eru eins og eftirfarandi:
- Grunnframgangur: Með nýsköpunarlega rétthylki fusalestras hönnun og parametrísku betriun, var leyst grunnmótmæli milli straumsvæðis og aðgerðarhraða í bogastartad. Sniðmengi straumsþéttleika var hækkt til bransjuleidarleg stigi 3300 A/mm².
- Hágildis förm: Vörubúnaður er hægt notuð fyrir 10 kV spenna, náði merkt straum 2000 A og brotsgang 40 kA, sem uppfyllir skyldur hágildis og hágildis atvinnu.
- Hár tryggð: Fullkomlega mekanisk bogastartad aðferð er passiv og krefst engar stjórnun, sem eyðir afhendingu á rafkerfum og ytri krafta. Það býður sterka viðbótara og trygg aðgerð.
- Staðfestan teknologi: ANSYS-based simuleranamodel sýnir hæg samræming við mælda niðurstöður, sem veitir hágildis og trygg verkfæri og aðferð fyrir vörubúnaðar hönnun og betriun.
