การออกแบบและสร้างตัวติดต่อไฟฟ้าสลับไฮบริดรุ่นใหม่ที่ไม่มีอาร์ค

 I. ข้อมูลพื้นฐานของโครงการและปัญหาสำคัญที่ต้องแก้ไข​
เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันต่ำที่ใช้งานอย่างแพร่หลาย สวิทช์ควบคุมกระแสไฟฟ้า AC มีบทบาทสำคัญในระบบการดำเนินงานระยะยาว อย่างไรก็ตาม การออกแบบแบบดั้งเดิมมีข้อบกพร่องพื้นฐาน: ตัวต่อจะสร้างอาร์กเมื่อตัดวงจร

ข้อบกพร่องที่มีอยู่โดยธรรมชาตินี้นำไปสู่ปัญหาร้ายแรงหลายประการ:

1. ​ความทนทานทางไฟฟ้าจำกัดอย่างรุนแรง: อาร์กทำให้เกิดการสึกหรอทางไฟฟ้าบนตัวต่อ ทำให้ชีวิตการทำงานทางไฟฟ้า (ประมาณ 2-2.5 ล้านครั้ง) สั้นกว่าชีวิตการทำงานเชิงกล (20-25 ล้านครั้ง) โดยทั่วไปเพียงหนึ่งในสิบเท่านั้น
2. ​มลพิษทางแม่เหล็กไฟฟ้า: อาร์กทำให้เกิดมลพิษในสายไฟฟ้า สร้างสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ และส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ
3. ​ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย: แรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดขึ้นเมื่อตัดโหลดเหนี่ยวนำอาจทำลายอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อและยังจำกัดความถี่ในการทำงานของสวิทช์ควบคุมกระแสไฟฟ้า

​II. หลักการแก้ไข: หลักการตัดวงจรโดยไม่มีอาร์ก​
นวัตกรรมหลักของวิธีการแก้ไขนี้อยู่ที่การใช้โครงสร้างผสมผสานระหว่าง ​ตัวต่อหลัก + โมดูลทรานซิสเตอร์ขนาน พร้อมวงจรควบคุมการทริกเกอร์ที่มีความแม่นยำในการประสานลำดับการเปลี่ยนสถานะ

1. ​แนวทางการออกแบบหลัก:
   • ใช้ทรานซิสเตอร์สองทางเป็นสวิทช์ที่ไม่ต้องสัมผัสเพื่อทำให้การเปลี่ยนทางไฟฟ้าเป็น ​เปิดก่อน ปิดทีหลัง หลีกเลี่ยงการสร้างอาร์กอย่างสมบูรณ์
   • ใช้ตัวต่อเชิงกลแบบดั้งเดิมในการนำพากระแสไฟฟ้าในระหว่างการนำพาที่คงที่ แก้ไขข้อเสียของสวิทช์ที่ไม่ต้องสัมผัสแบบบริสุทธิ์ (เช่น ใช้ทรานซิสเตอร์อย่างเดียว) เช่น ความสามารถในการต้านทานกระแสไฟฟ้ากระชากที่ไม่ดี แรงดันตกคร่อมการนำพาสูง ต้นทุนสูง และต้องการฮีทซิงค์ขนาดใหญ่
   • การประสานที่แม่นยำระดับมิลลิวินาทีระหว่างตัวต่อเชิงกลและอุปกรณ์กึ่งตัวนำ (ทรานซิสเตอร์) ผ่านวงจรควบคุมการทริกเกอร์เป็นหัวใจสำคัญของการแก้ไขนี้
2. ​กระบวนการหลัก (ใช้ CJ20-40A Contactor เป็นตัวอย่าง)​:

​III. แผนการดำเนินการและการปรับปรุง​
วิธีการแก้ไขนี้ปฏิบัติตามหลักการของ ​​"การปรับปรุงตามผลิตภัณฑ์ที่มีความสุกงอม"​ ลดอุปสรรคในการอุตสาหกรรมและการใช้งาน

​การปรับปรุงเฉพาะเจาะจง:

1. ​ระบบแม่เหล็กไฟฟ้า: ปรับปรุงเล็กน้อยและปรับปรุงเพื่อให้แน่ใจว่าเวลาในการทำงานสอดคล้องกับความต้องการความแม่นยำในการประสานกับวงจรทรานซิสเตอร์
2. ​ตัวต่อและระบบกำจัดอาร์ก:
   o เนื่องจากการตัดวงจรโดยไม่มีอาร์กสามารถทำได้ ห้องกำจัดอาร์กเดิมไม่จำเป็นและสามารถถอดออกได้
   o แทนที่ด้วยเคสฉนวนที่ทนความร้อนสูง เคสนี้รวมทรานซิสเตอร์สองทางสามคู่ วงจรควบคุมการทริกเกอร์ และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่จำเป็น
3. ​ลักษณะภายนอกและความเข้ากันได้: ขนาดภายนอก รูติดตั้ง และวิธีการต่อสายของสวิทช์ควบคุมกระแสไฟฟ้าที่ปรับปรุงแล้วยังคงเหมือนสวิทช์มาตรฐาน ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนและอัปเกรดโดยไม่ต้องเปลี่ยนฐานติดตั้งหรือตรรกะการต่อสายใด ๆ ทำให้การยอมรับในตลาดง่ายขึ้น

​IV. ข้อสรุปจากการทดสอบและคุณค่าสำคัญ​
สวิทช์ควบคุมกระแสไฟฟ้า AC ที่พัฒนาขึ้นตามวิธีการแก้ไขนี้ได้ผ่านการทดสอบความทนทานทางเครื่องกลและไฟฟ้าอย่างเข้มงวด ยืนยันความปลอดภัย ความเชื่อถือได้ และความเป็นไปได้

​คุณค่าหลักที่มอบให้:
• ​การปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างปฏิวัติ: การกำจัดอาร์กในการเปลี่ยนทางอย่างสมบูรณ์เพิ่มความทนทานทางไฟฟ้าเป็นสิบเท่า ในทางทฤษฎีถึงระดับชีวิตการทำงานเชิงกล ยังลดการบำรุงรักษาตัวต่อและเพิ่มความถี่ในการทำงานที่อนุญาต
• ​ขยายขอบเขตการใช้งาน: คุณสมบัติการตัดวงจรโดยไม่มีอาร์กทำให้สามารถใช้งานอย่างปลอดภัยในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูงและมีความต้องการการป้องกันการระเบิดและไฟไหม้ที่เข้มงวด เช่น โรงงานปิโตรเคมี เหมืองถ่านหิน อวกาศ ฯลฯ ทำให้เป็นส่วนประกอบหลักที่เชื่อถือได้ในระบบควบคุมและระบบกระจายพลังงาน
• ​เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: ลดมลพิษในสายไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากอาร์กอย่างมาก สอดคล้องกับแนวโน้มการพัฒนาเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในยุคปัจจุบัน