Teknik Dönüşüm Çözümü Vakum Kontakteri KC2 Güç Modülü Arızası için

1. Proje Arka Planı ve Sorun Genel Bakış​
   Yüksek güçli hava kompresörü, 10kV orta gerilimli bir motora sahiptir ve başlangıç kabinası orijinal olarak otomatik dönüştürücülü indirgeme yöntemiyle tasarlanmıştır. Başlatma süreci iki aşamadan oluşur:

1. ​Başlatma Aşaması: Vakum kontakter KC1 önce otomatik dönüştürücünün yıldız noktasını kısa devre ederek motora 7kV'de başlatma imkanı sağlar.
2. ​Çalışma Aşaması: Başlatma süreci tamamlandığında, KC1 bağlantısını keser ve vakum kontakter KC2 otomatik dönüştürücüyü kısa devre ederek 10kV ana devreye bağlanır, böylece motor tam gerilimde çalışabilir.

​Ana Sorun: Gerçek uygulamada, KC2 kontakter bobini için güç sağlayan geniş gerilimli güç modülü sık sık arızalıdır. Bu modül arızası, kontakter bobinini güçten keserek, KC2'nin beklenmedik şekilde bağlantısını kesmesine ve üretim ekipmanının beklenmedik şekilde durmasına neden olur, bu da üretim istikrarını ve verimliliğini ciddi şekilde etkiler.

Orijinal geniş gerilimli güç modülü, aşağıdaki temel özelliklere ve gerekliliklere sahip güçleştirilmiş bir döndürme cihazıdır:

• ​Dinamik Çıkış Gerilimi Değiştirme: AC girişi üzerine anında 300V DC yüksek gerilim çıkışı sağlaması ve kontakterin bağlantıya geçmesini sağlaması gerekir. Bağlantıdan sonra yaklaşık 15ms içinde doğru bir şekilde 12V DC düşük gerilime geçiş yapmalıdır. Geçiş süresi çok kısa olduğunda, kontakter güvenilir bir şekilde bağlantıya geçemez; çok uzun olduğunda, priz yanabilir.
• ​Geçiş Tetikleme Mekanizması: Tetikleme, çıkış akımının tespitiye dayanır. Yüksek akım (kontakterin bağlantıya geçtiğini gösteren) tespit edildiğinde, 15ms sonra 12V'ye geçer; akım tespit edilmediyse, 300V çıkışı devam eder.

​II. Arızanın Kök Neden Analizi​
​Doğrudan Neden: Alan incelemeleri, modülde tekrarlanan priz yanmalarını ortaya koymuştur. Temel arıza noktası, kontakterin bağlantıya geçtikten sonra çıkış geriliminin 300V'den 12V'ye zamanında geçişinin yapılamamasıydı. Bu, sürekli 300V yüksek gerilim çıkışı ile sonuçlandı, aşırı akım üretti ve sonunda prizi yaktı, modülü etkisiz hale getirdi.

​Kök Nedenler:

1. ​Zayıf Isı Verimlendirme Ortamı: KC2 kontakteri ve güç modülü, sınırlı havalandırma ve ısı verimlendirmesi olan kapalı bir başlatma kabinasına monte edilmiştir.
2. ​Bakım Tasarım Hatası: Teknik koruma için, ekip üreticisi tüm modülü kapsülledi, bu da ısı verimlendirmesini daha da zorlaştırdı. Modül, işlem sırasında güç almalı ve yüksek sıcaklık ortamlarında elektronik bileşenler hızlı bir şekilde yaşlanır, performans kaybına ve sonunda normal geçiş fonksiyonunun kaybolmasına neden olur.

​III. Çözüm ve Uygulama​
​1. Ana Dönüşüm Yaklaşımı​
Orijinal modülün "iki işlevli" tasarımını (hem yüksek gerilimli bağlantı hem de düşük gerilimli tutma işlemini aynı anda gerçekleştirmeyi) terk etmek, bu tasarım maliyetli ve arızaya eğilimlidir. İşlev ayrımı çözümünü benimseyin:

• ​Mevcut Bileşenleri Yeniden Kullanma: Orijinal geniş gerilimli güç modülünün sadece geçici 300V DC yüksek gerilim çıkışı sağlama yeteneğini kullanarak, özellikle kontakterin bağlantıya geçmesi için.
• ​Yeni Bileşenler Ekleme: Aktivasyondan sonra kontakter bağlantısını sürdürmek için ayrı, düşük maliyetli 12V DC düzenlenmiş bir güç modülü ekleyin.
• ​Kritik Kontrol: Kontakter güvenilir bir şekilde bağlantıya geçtiği anda, kontrol devresi orijinal modüle giden gücü otomatik olarak keser, böylece kısa bir süre boyunca çalışmasını sağlar. Bu, yüksek gerilim modunda uzun süreli işlem nedeniyle priz yanmasını önler.

​2. Dönüşülmüş Sistemin Ana Bileşenleri ve Fonksiyonları​

• ​Orijinal Geniş Gerilimli Güç Modülü: Sadece geçici 300V bağlantı gerilimi sağlama amacıyla yeniden kullanılacak.
• ​Yeni 12V DC Güç Modülü: Sürekli 12V tutma gerilimi sağlama sorumluluğu, iyi havalandırma olan bir alanda, başlatma kabinesinin dışında yerleştirilecek.
• ​Ayırma Diyotları (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.
• ​Sıçrama Önleyici Devre: Anormal koşullarda kontakterin tekrarlı "bağlantı-kesme" döngüsünü önlemek için güvenlik yedekli bir tasarım görevi görür.

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

1. ​Belirgin Maliyet Azalması: Yeni 12V güç modülü (birim başına yaklaşık 100 CNY maliyeti) orijinal geniş gerilimli modülü (birim başına yaklaşık 5.000 CNY maliyeti) yerine kullanılmıştır, bu da cihaz başına bakım maliyetlerini büyük ölçüde azaltmış ve yüksek bir yatırım getirisini sağlamıştır.
2. ​İyileştirilmiş İşletim Ortamı: Yeni 12V modülü, kabinenin dışında yerleştirilmiştir, bu da ısı verimlendirmeyi büyük ölçüde iyileştirmiş ve çevrimiçi durum izlemesi ve bakımı için kolaylık sağlamıştır.
3. ​Uzatılmış Ekipman Ömrü: 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 uzatır.
4. ​Yüksek Esneklik: Bu çözüm, orijinal modül arızalanmasından sonra onarım önlemi olarak veya arızadan önce önleyici bir teknik yükseltme olarak uygulanabilir, orijinal modülün durumuna bakılmaksızın esnekliği sağlar.
5. ​İşletimsel İstikrarın Kanıtlanması: Pratik işlemler, çözümün güvenilirliğini ve etkinliğini kanıtlamıştır. İlk dönüşüm serisi, KC2 güç kaynağı nedeniyle herhangi bir durma olmadan iki yıldan fazla süre boyunca istikrarlı bir şekilde çalışmıştır, bu da çözümün üstünlüğünü tam olarak doğrular.