Tehničko transformaciono rešenje za grešku na strujnom modulu vakuumskog kontaktera KC2

1. Pozadina projekta i pregled problema​
   Visokosnazi kompresor se pokreće 10kV srednjeg napona motorom, a njegov početni ormarić je originalno dizajniran sa metodom autotransformatorskog step-down pokretanja. Pokretni proces sastoji se od dve faze:

1. ​Faza pokretanja: Vakuum kontaktor KC1 prvo uključuje kako bi premostio zvezdu autotransformatora, omogućavajući motoru da krene na 7kV.
2. ​Faza rada: Nakon završetka pokretnog procesa, KC1 isključuje, a vakuum kontaktor KC2 uključuje kako bi premostio autotransformator i povezao 10kV glavnu vezu, omogućavajući motoru da radi pod punim naponom.

​Ključni problem: Tijekom stvarne operacije, modul širokog opsega napajaža koji snabdijevaju koil KC2 kontaktora često pada. Ovaj pad modula dovodi do gubitka napajaža koila kontaktora, što rezultira neplaniranim isključivanjem KC2 i neplaniranom zaustavljanjem proizvodnog opreme, težko utječeći na stabilnost i efikasnost proizvodnje.

Originalni modul širokog opsega napajaža je osnažen uređaj za rektifikaciju sa sljedećim ključnim karakteristikama i zahtjevima:

• ​Dinamičko prebacivanje izlaznog napona: Morao je trenutno izdavati 300V DC visok napon pri AC ulazu kako bi pokrenuo uključivanje kontaktora. Nakon uključivanja, trebao je točno prebaciti na 12V DC niski napon unutar otprilike 15ms kako bi održao stanje uključenosti. Ako je vrijeme prebacivanja prekratko, kontaktor ne može pouzdano uključiti; ako je predugo, može spaliti prekidač.
• ​Mehanizam okidača prebacivanja: Okidač se temelji na detekciji izlaznog struja. Kada se detektira velika struja (što ukazuje na uključivanje kontaktora), prebaciće na 12V nakon 15ms; ako se struja ne detektira, nastavljat će izdavati 300V.

​II. Analiza uzroka greške​
​Neposredni uzrok: Stručna inspekcija je otkrila ponovljeno spaljivanje prekidača u modulu. Ključni tačka greške bila je starost unutrašnjih krugova, koja je sprečila vremensko prebacivanje izlaznog napona sa 300V na 12V nakon uključivanja kontaktora. To je rezultiralo trajnim izlazom 300V visokog napona, generirajući previše struje koja je konačno spalila prekidač i onemogućila rad modula.

​Ključni uzroci:

1. ​Loša disipacija toplote: Kontaktor KC2 i modul napajaža su instalirani unutar početnog ormarića, koji je zaprutan s ograničenom ventilacijom i disipacijom toplote.
2. ​Greška u dizajnu održavanja: Za tehničku zaštitu, proizvođač opreme je encapsulirao ceo modul, dodatno sprečavajući disipaciju toplote. Modul mora ostati pod napajanjem tijekom rada, a u visokotoplinskom okruženju elektronički komponenti brzo stare, što dovodi do degradacije performansi i konačno gubitka normalne funkcionalnosti prebacivanja.

​III. Rješenje i implementacija​
​1. Ključni pristup transformaciji​
Odbaci "dvostruku funkciju" originalnog modula (obradu i visokog napona za uključivanje i niskog napona za održavanje), što je skupo i podložno greškama. Uvedi rješenje sa razdobljenim funkcijama:

• ​Ponovno korišćenje postojećih komponenti: Iskoristi sposobnost originalnog modula širokog opsega napajaža da trenutno izdaje 300V DC visok napon, specifično za pokretanje uključivanja kontaktora.
• ​Dodavanje novih komponenti: Uvedi nezavisni, niskocijeni 12V DC regulirani modul napajaža namijenjen za održavanje uključenosti kontaktora nakon aktivacije.
• ​Kritična kontrola: Čim kontaktor pouzdano uključi, kontrolni krug automatski isključuje napajanje originalnog modula, osiguravajući da radi samo kratko. Ovo sprečava spaljivanje uzrokovano dugotrajnim radom u režimu visokog napona.

​2. Ključne komponente i funkcije transformisanog sistema​

• ​Originalni modul širokog opsega napajaža: Repurposed za pružanje samo trenutnog 300V napona za uključivanje.
• ​Novi 12V DC modul napajaža: Odgovoran za pružanje trajnog 12V napona za održavanje, instaliran van početnog ormarića u dobro ventilišanom prostoru.
• ​Izolacioni dijodovi (2 jedinice)​: Izoliraju 300V i 12V izvore napajaža kako bi sprečili međusobno interferenciju i povratnu struju.
• ​Kontrolni rele (KA1)​: Pruža logičke kontrolne signale kako bi osigurao sekvencijalno izvršenje operativnog procesa.
• ​Anti-bouncing krug: Služi kao sigurnosna redundancija dizajna kako bi sprečio ponovljeno "uključivanje-isključivanje" cikliranje kontaktora u neobičnim uslovima.

​IV. Rezultati transformacije​
Ova tehnička transformacija donijela je značajne ekonomske i operativne koristi:

1. ​Značajno smanjenje troškova: Dodavanje novog 12V modula napajaža (koji košta oko 100 RMB po komadu) zamenilo je originalni modul širokog opsega (koji košta oko 5000 RMB po komadu), drastično smanjujući troškove održavanja po uređaju i pružajući visoku povratnost investicije.
2. ​Optimizovanje radnog okruženja: Novi 12V modul je instaliran van ormarića, znatno poboljšavajući disipaciju toplote i omogućavajući praktično praćenje statusa i održavanja.
3. ​Proširena životna doba opreme: Originalni modul radi samo kratko, značajno smanjujući izgorevanje. Novi modul radi u idealnom okruženju, osiguravajući dugotrajan rad. Ukupno rješenje značajno proširuje životnu dobu sustava napajaža KC2.
4. ​Visoka fleksibilnost: Ovo rješenje može biti implementirano kao mera popravke nakon kvara originalnog modula ili kao preventivna tehnička nadogradnja prije kvara, pružajući fleksibilnost bez obzira na stanje originalnog modula.
5. ​Potpričana operativna stabilnost: Praktična operacija je pokazala pouzdanost i učinkovitost rješenja. Prvi paket transformisanih uređaja radio je stabilno više od dve godine bez zaustavljanja uzrokovanog problemima sa napajažem KC2, potpuno potvrđujući superiornost rješenja.