Teknik Dönüşüm Çözümü Vakum Kontaktörü KC2 Güç Modülü Arızası İçin

1. Proje Arka Planı ve Sorun Genel Bakış​
   Yüksek güçli hava kompresörü 10kV orta gerilimli motora sahiptir ve başlangıç kabini ototransformator indirme başlatma yöntemiyle tasarlanmıştır. Başlatma işlemi iki aşamadan oluşur:

1. ​Başlatma Aşaması: Vakum kontakter KC1 önce ototransformator yıldız noktasını kısa devre ederek motora 7kV'de başlatılmasını sağlar.
2. ​Çalışma Aşaması: Başlatma işlemi tamamlandıktan sonra, KC1 ayrılmış olur ve vakum kontakter KC2 ototransformatoru kısa devre ederek 10kV ana devreye bağlanır, böylece motor tam gerilimde çalışır.

​Temel Sorun: Gerçek işletim sırasında, KC2 kontakter bobini için enerji sağlayan geniş gerilim aralıklı güç modülü sık sık arızalanmaktadır. Bu modül arızası, kontakter bobinin enerjisini kaybetmesine neden olur, bu da KC2'nin beklenmedik olarak ayrılması ve üretim ekipmanının planlanmamış durması sonucunda üretim istikrarı ve verimliliği üzerinde ciddi bir etkiye sahiptir.

Orijinal geniş gerilim aralıklı güç modülü, aşağıdaki temel özelliklere ve gerekliliklere sahip güçlendirilmiş bir dikdörtgenleşme cihazıdır:

• ​Dinamik Çıkış Gerilimi Değiştirme: AC girişi üzerine anında 300V DC yüksek gerilim çıkarması ve kontakterin çalışmasını sağlaması gerekir. Çalıştıktan sonra, yaklaşık 15ms içinde 12V DC düşük gerilime doğru hassas bir şekilde geçiş yapmalıdır. Geçiş süresi çok kısa olursa, kontakter güvenilir bir şekilde çalışamaz; çok uzun olursa, kavraması olabilir.
• ​Değiştirme Tetikleme Mekanizması: Tetikleme, çıkış akımının tespitine dayanır. Yüksek bir akım (kontakterin çalıştığını gösterir) tespit edildiğinde, 15ms sonra 12V'ye geçer; eğer akım tespit edilmezse, 300V çıkışı devam eder.

​II. Arızanın Kök Neden Analizi​
​Doğrudan Neden: Sahne incelemeleri, modüllerde tekrarlanan kavrama arızalarını ortaya koymuştur. Temel arıza noktası, kontakterin çalışmasından sonra 300V'den 12V'ye çıkış geriliminin zamanında değiştirilememesidir. Bu, sürekli 300V yüksek gerilim çıkışıyla sonuçlanır, bu da aşırı akım üretir ve nihayetinde kavramayı yakarak modülü işlevsiz hale getirir.

​Kök Nedenler:

1. ​Zayıf Isıtma Ortamı: KC2 kontakteri ve güç modülü, sınırlı havalandırma ve ısı vermesi olan kapalı bir başlangıç kabini içinde monte edilmiştir.
2. ​Bakım Tasarım Hatası: Teknik koruma için, ekip üreticisi tüm modülü kapsüle etmiştir, bu da ısı vermesini daha da zorlaştırır. Modül, operasyon sırasında güç almalı ve yüksek sıcaklık ortamlarında elektronik bileşenler hızla yaşlanır, bu da performans azalmasına ve nihayetinde normal geçiş fonksiyonunu kaybetmesine neden olur.

​III. Çözüm ve Uygulama​
​1. Temel Dönüşüm Yaklaşımı​
Orijinal modülün "iki işlevli" tasarımını (hem yüksek gerilimli çalışmayı hem de düşük gerilimli tutmayı ele almasını) pahalı ve arızaya eğilimli olması nedeniyle terk et. İşlev ayrımı çözümünü benimse:

• ​Mevcut Bileşenleri Yeniden Kullan: Orijinal geniş gerilim aralıklı güç modülünün, sadece kontakterin çalışmasını sağlamak üzere geçici 300V DC yüksek gerilim çıkarma yeteneğini kullanın.
• ​Yeni Bileşenler Ekle: Kontakterin aktive olduktan sonra tutmayı sürdürmek için özel, düşük maliyetli 12V DC düzenli güç modülü ekleyin.
• ​Kritik Kontrol: Kontakter güvenilir bir şekilde çalışır olduğunda, kontrol devresi otomatik olarak orijinal modüle giden enerjiyi keser, böylece yalnızca kısa bir süre boyunca çalışır. Bu, yüksek gerilimli modda uzun süreli çalışmanın neden olduğu kavramayı önler.

​2. Dönüştürülmüş Sistemin Ana Bileşenleri ve Fonksiyonları​

• ​Orijinal Geniş Gerilim Aralıklı Güç Modülü: Sadece geçici 300V çalışma gerilimi sağlamak için yeniden kullanılacak.
• ​Yeni 12V DC Güç Modülü: Sürekli 12V tutma gerilimi sağlama sorumluluğu, iyi havalandırma olan bir alanda, başlangıç kabini dışında monte edilecek.
• ​Ayırıcı Diyodlar (2 adet)​: 300V ve 12V güç kaynaklarını birbirinden izole ederek karşılıklı etkileşimi ve geri akımı önlemek için.
• ​Kontrol Rölesi (KA1)​: İşlem sürecinin sıralı yürütülmesini sağlamak için mantıksal kontrol sinyalleri sağlar.
• ​Tekrarlamalı Çalışma Önleyici Devre: Abnormal koşullar altında kontakterin tekrarlanan "çalışma-kesme" döngüsünü önlemek için güvenlik yedek tasarımı olarak hizmet eder.

​IV. Dönüşüm Sonuçları​
Bu teknik dönüşüm, ekonomik ve işletme açısından önemli faydalar sağlamıştır:

1. ​Ani Maliyet Azalması: Yeni 12V güç modülü (birim başına yaklaşık 100 TL) orijinal geniş gerilimli modülü (birim başına yaklaşık 5.000 TL) yerine eklendi, bu da her cihaz başına bakım maliyetlerini büyük ölçüde azaltarak yüksek bir yatırım getirisini sağlamıştır.
2. ​İşletme Ortamının Optimizasyonu: Yeni 12V modülü, kabini dışına monte edilmiştir, bu da ısı vermenin büyük ölçüde iyileştirilmesine ve çevrimiçi durum izlemesi ve bakımı için kolaylık sağlamıştır.
3. ​Ekipman Ömrünün Uzatılması: Orijinal modül sadece kısa bir süre boyunca çalışır, bu da aşınmayı büyük ölçüde azaltır. Yeni modül ideal bir ortamda çalışır, bu da uzun ömürlülüğü sağlar. Toplam çözüm, KC2 güç sisteminin hizmet ömrünü belirgin bir şekilde uzatmıştır.
4. ​Yüksek Esneklik: Bu çözüm, orijinal modül arızalı olduğunda onarım önlemi olarak veya arızadan önce önleyici teknik bir yükseltme olarak uygulanabilir, bu da orijinal modülün durumuna bakılmaksızın esnekliği sağlar.
5. ​Operasyonel İstikrarın Doğrulanması: Pratik işlemler, çözümün güvenilirliğini ve etkinliğini kanıtlamıştır. İlk dönüştürülen cihatlar, KC2 güç arızalarından kaynaklı herhangi bir durma olmadan iki yılı aşkın süre boyunca istikrarlı bir şekilde çalışmış, bu da çözümün üstünlüğünü tamamen doğrulamıştır.