Odvod v industrijski avtomatizaciji: Skok naprej v energentnosti stikalnikov AC

1. Analiza ključnih težav

V industrijskih avtomatiziranih nadzornih sistemih služijo stikala z menjalnim tokom kot ključni komponenti za vklop-izklop in nadzor motorjev, kar neposredno vpliva na stabilno delovanje in energetsko učinkovitost proizvodnega oprem. Dolgo časa so tradicionalna stikala z menjalnim tokom bila omejena s dvema ključnima tehničnima ovirama:

• Nedosegljiv elektromagnetni sistem: Tradicionalni jezični materiali imajo visoke histeresne izgube, kar vodi do obsežnega segrevanja črke in prekomerne porabe energije. Poleg tega počasna odzivnost pri vklopu in izklopu škoduje natančnosti nadzornega sistema in hitrosti dinamičnega odziva.
• Nedostatna zanesljivost stikalnega sistema: Pod težkimi delovnimi pogoji, kot so pogosti vklopi-izklopi in prelomi velikih tokov, so stiki podvrženi varilu, eroziji luka in povečanemu upornostnemu omegu. To privede do nepričakovanih zaustavitve opreme, visokih stroškov vzdrževanja in celo varnostnih incidentov.

1. Integrirana rešitve in uvedba inovativnih tehnologij

2.1 Optimiziran dizajn elektromagnetnega sistema: Usmerjenost v visoko učinkovitost in hitro odzivnost

Za temeljito izboljšanje učinkovitosti elektromagnetnega sistema in hitrosti odziva so bile uvedene tri ključne tehnološke inovacije:

• Nadgradnja jezičnega materiala: Visokopermeabilne silikatne jeklene plasti nadomeščajo tradicionalne jezične material. S optimizacijo magnetovalne krivulje so eddijske in histeresne izgube bistveno zmanjšane. Merjene histeresne izgube so zmanjšane za 15%–20%, kar bistveno izboljša učinkovitost pretvorbe elektromagnetnega toka in skupno energetsko učinkovitost.
• Natančna optimizacija parametrov črke: Uporabljena je metoda končnih elementov (FEA) za natančno simulacijo elektromagnetnega polja, ki omogoča znanstveno prilagajanje ampere-obročev črke. Na primer, število obročev črke je optimizirano s 1.200 na 1.050, medtem ko je premer žice povečan s 0,8 mm na 1,0 mm. Ta prilagoditev zmanjša upornost črke in delovni tok, hkrati pa ohranja enako sušilno moč, kar zmanjša toplotne izgube.
• Fine-tuning dinamičnih lastnosti: V reakcijsko oprico je inovativno integriran nivo gradirane trdnosti, ki zagotavlja optimalno usklajenost med oprico in elektromagnetno silo. Ta dizajn zagotavlja ravnomerno pospeševanje med postopkom vklopa stikala, učinkovito zmanjša poskok in stabilizira čas akcije vklopa znotraj 50 ms, kar bistveno izboljša hitrost odziva.

2.2 Izboljšana zanesljivost stikalnega sistema: Zagotavljanje varnosti in dolgega življenjskega cikla

Za reševanje ranljivosti stikov so bili uvedeni celostni izboljški glede materiala, strukture in mehanizma:

• Innovacija materiala: Glavna stika uporabljajo legiro srebro-kadmij (AgCdO) namesto tradicionalnega čistega srebra. Ta material ima odlično odpornost na erozijo luka in vodljivost, trikratno povečava odpornost proti varilu in pod standardnimi obremenitvami razširi električni življenjski čikel na več kot 500.000 operacij.
• Optimizacija strukture: Uvedena je dvostranska mostna stikalna struktura, kombinirana z U-obliko zgasišča luka. Ta struktura hitro razteguje in hladi luk, doseže učinkovito zgasitev luka. Testi kažejo, da za stikalo z nazivnim tokom 100 A je napetost luka med prelomom učinkovito zmanjšana pod 28 V, kar bistveno zmanjša erozijo luka na stikih.
• Mehanizem kompenzacije pritiska: V oprico stika je unikatno vdelana nelinearna pritiskna plošča, ki tvori pametni mehanizem kompenzacije pritiska. Ko zaradi dolgoročne uporabe pride do 0,5 mm nosilca, ta mehanizem samodejno kompenzira izgubo pritiska, zagotavlja stabilen pritisk stikov skozi celoten življenjski čikel in učinkovito preprečuje povečanje upornostnega omega in segrevanje zaradi zmanjšanja pritiska.

1. Celostni rezultati uvedbe

Ta integrirana rešitev je bila uspešno preverjena v več industrijskih scenarijih, kar je prineslo zelo dobri rezultati:

• Uporaba v nadzornem kabinetu valjalk v železarni: Po spremembi je bil čas akcije stikala zmanjšan za 40%, kar je izboljšalo natančnost nadzornega sistema; poraba energije je zmanjšana za 12%, kar je prineslo obsežne letne prihranke energije; zaradi značilnega zmanjšanja stopnje pokvar je bil letni strošek vzdrževanja zmanjšan za približno 80.000 RMB.
• Uporaba v motorju vodnega črpalka v kemikalni tovarni: Pod pogoji pogostih vklopov-izklopov in visoke vlage je stopnja pokvar stikov zmanjšana za 75%, uspešnost vklopa motorja dosežena 99,8%, kar zagotavlja zveznost in stabilnost proizvodnega procesa.

1. Povzetek tehničnih prednosti

• Visoka učinkovitost: Celostna optimizacija elektromagnetnega sistema zmanjša skupno porabo energije za 12% in izboljša hitrost odziva za 40%.
• Izjemna zanesljivost: Večina zaščitnih ukrepov v stikalnem sistemu zmanjša stopnjo pokvar za 75% in razširi mehanski in električni življenjski čikel na 500.000 operacij.
• Značilni gospodarski učinki: Letni stroški vzdrževanja so bistveno zmanjšani, čas zaustavitve opreme je skračan, in celotna ekonomičnost je zelo visoka.
• Široka uporabnost: Rešitev zajema različne ravni moči in je primerna za scenarije nadzora motorjev v različnih industrijskih okoljih, kot so metalurgija, kemija, rudarstvo in pametna proizvodnja.