Federbetätigungsmechanismus
Der Federantriebsmechanismus besteht aus vier Teilen: Federenergiespeicher, Schließerhaltung, Öffnungserhaltung und Öffnung.Es besteht aus etwa 200 Komponenten und nutzt die in der Spannung und Kontraktion der Feder gespeicherte Energie, um die Ein- und Ausschaltvorgänge des Leistungsschalters zu steuern. Die Speicherung der Federenergie erfolgt durch den Betrieb des Untersetzungsmechanismus des Energiespeichermotors, während die Schließ- und Öffnungsvorgänge des Leistungsschalters durch die Schließ- und Öffnungsspulen gesteuert werden. Daher hängt die für die Schließ- und Öffnungsvorgänge des Leistungsschalters erforderliche Energie von der in der Feder gespeicherten Energie ab und ist unabhängig von der Größe der elektromagnetischen Kraft, sodass relativ kleine Schließ- und Öffnungsströme erforderlich sind.
Die Hauptvorteile federbetriebener Mechanismen sind:
Geringe Schließ- und Öffnungsströme, sodass keine Hochleistungs-Netzteile erforderlich sind;
Ferngesteuerter elektrischer Energiespeicher zum elektrischen Schließen und Öffnen oder lokaler manueller Energiespeicher zum manuellen Schließen und Öffnen, der ein manuelles Schließen und Öffnen auch dann ermöglicht, wenn die Betriebsstromversorgung nicht verfügbar ist oder der Antriebsmechanismus den elektrischen Betrieb verweigert; Schnelle Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeiten, unabhängig von Schwankungen der Stromversorgungsspannung, und schnelle automatische Wiedereinschaltung;
Energiespeichermotor mit geringer Leistung, sowohl für Wechselstrom als auch für Gleichstrom verwendbar;
Federbetriebene Mechanismen ermöglichen eine optimale Anpassung der Energieübertragung und ermöglichen die Verwendung des gleichen Betätigungsmechanismus für Leistungsschalter mit unterschiedlichen Ausschaltstromspezifikationen, indem einfach verschiedene Energiespeicherfedern ausgewählt werden, was zu einer hervorragenden Kosteneffizienz führt.
Die Hauptnachteile federbetriebener -Mechanismen sind:
Die Struktur ist relativ komplex, der Herstellungsprozess ist komplex, es ist eine hohe Bearbeitungspräzision erforderlich und die Herstellungskosten sind relativ hoch;
Die Betätigungskraft ist groß und erfordert eine hohe Festigkeit der Komponenten.
Es kann zu mechanischen Ausfällen kommen, die dazu führen können, dass der Antriebsmechanismus nicht funktioniert und die Einschaltspule oder der Endschalter durchbrennt.
Es kommt zu Fehlauslösungen, und manchmal kann der Leistungsschalter nach einer Fehlauslösung nicht vollständig geöffnet werden, sodass seine Schließ- oder Öffnungsposition nicht bestimmt werden kann.
Die Öffnungsgeschwindigkeitseigenschaften sind schlecht.
Permanentmagnet-Betätigungsmechanismus
Der Permanentmagnet-Antriebsmechanismus nutzt ein völlig neues Funktionsprinzip und eine völlig neue Struktur, bestehend aus einem Permanentmagneten, einer Schließspule und einer Öffnungsspule. Es eliminiert die beweglichen Verbindungen, Freigabe-/Verriegelungsvorrichtungen und andere Komponenten, die in Feder- und elektromagnetischen Betätigungsmechanismen zu finden sind. Der einfache Aufbau und die minimale Anzahl an Teilen (ca. 50) führen dazu, dass sich im Betrieb nur ein Hauptteil bewegt, was zu einer hohen Zuverlässigkeit führt. Es verwendet einen Permanentmagneten, um die Position des Leistungsschalters aufrechtzuerhalten, was ihn zu einem elektromagnetisch betriebenen, permanentmagnet-gehaltenen und elektronisch gesteuerten Betätigungsmechanismus macht.
Das Funktionsprinzip des Permanentmagnet-Antriebsmechanismus: Wenn die Schließspule erregt wird, erzeugt sie im oberen Teil des Magnetkreises einen Magnetfluss in entgegengesetzter Richtung zum Permanentmagneten. Die durch die Überlagerung der beiden Magnetfelder erzeugte Magnetkraft bewirkt, dass sich der bewegliche Eisenkern nach unten bewegt. Wenn er sich etwa zur Hälfte bewegt hat, verschieben sich aufgrund der Verringerung des Luftspalts im unteren Teil des Magnetkreises die magnetischen Kraftlinien des Permanentmagneten in den unteren Teil. Zu diesem Zeitpunkt weist das Magnetfeld der Schließspule die gleiche Richtung wie das Magnetfeld des Permanentmagneten auf, wodurch der bewegliche Eisenkern beschleunigt wird, um sich nach unten zu bewegen und schließlich die geschlossene Position zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt verschwindet der Schließstrom und der Permanentmagnet nutzt den Kanal mit niedriger magnetischer Impedanz, der durch die beweglichen und stationären Eisenkerne bereitgestellt wird, um den beweglichen Eisenkern in der stabilen geschlossenen Position zu halten. Wenn die Öffnungsspule erregt wird, erzeugt sie im unteren Teil des Magnetkreises einen magnetischen Fluss in entgegengesetzter Richtung zum Permanentmagneten. Die durch die Überlagerung der beiden Magnetfelder erzeugte Magnetkraft bewirkt, dass sich der bewegliche Eisenkern nach oben bewegt. Wenn er sich etwa zur Hälfte bewegt hat, verschieben sich aufgrund der Verringerung des Luftspalts im oberen Teil des Magnetkreises die magnetischen Kraftlinien des Permanentmagneten in den oberen Teil. Zu diesem Zeitpunkt weist das Magnetfeld der Öffnungsspule die gleiche Richtung wie das Magnetfeld des Permanentmagneten auf, wodurch der bewegliche Eisenkern beschleunigt wird, um sich nach oben zu bewegen und schließlich die offene Position zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt verschwindet der Öffnungsstrom und der Permanentmagnet nutzt den Kanal mit niedriger magnetischer Impedanz, der durch die beweglichen und stationären Eisenkerne bereitgestellt wird, um den beweglichen Eisenkern in der stabilen offenen Position zu halten.
Die Hauptvorteile von Permanentmagnetantrieben sind:
Sie verwenden einen bistabilen Doppelspulenmechanismus. Die Öffnungs- und Schließvorgänge des Permanentmagnet-Antriebsmechanismus werden durch Öffnungs- und Schließspulen erreicht. Der Permanentmagnet arbeitet mit den Spulen zusammen und löst so effektiv das Problem, dass zum Öffnen und Schließen viel Energie benötigt wird. Da die vom Permanentmagneten bereitgestellte Magnetfeldenergie für den Öffnungs- und Schließvorgang genutzt werden kann, verringert sich der Energiebedarf der Spulen, sodass keine großen Betriebsströme erforderlich sind.
Die Aufwärts-und-Abwärtsbewegung des beweglichen Eisenkerns über den Kurbelarm und die isolierende Zugstange wirkt auf die beweglichen Kontakte des Vakuumschalters des Leistungsschalters und bewirkt so das Öffnen oder Schließen des Leistungsschalters. Dies ersetzt die herkömmliche mechanische Verriegelungsmethode, vereinfacht die mechanische Struktur erheblich, reduziert Verbrauchsmaterialien, senkt die Kosten, reduziert potenzielle Fehlerquellen, verbessert die Zuverlässigkeit des mechanischen Betriebs erheblich und ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb, wodurch Wartungskosten eingespart werden.
Der Permanentmagnet-Betätigungsmechanismus verfügt über eine nahezu dauerhaft anhaltende Permanentmagnetkraft, eine Lebensdauer von bis zu 100.000 Zyklen und nutzt elektromagnetische Kraft zum Öffnen und Schließen, während er mit der Permanentmagnetkraft eine bistabile Position beibehält. Dies vereinfacht den Übertragungsmechanismus, reduziert den Energieverbrauch und die Geräuschentwicklung und bietet eine mehr als dreimal längere Lebensdauer als elektromagnetische und Federantriebsmechanismen.
Der Hilfsschalter nutzt einen kontaktlosen, komponentenfreien, verschleißfreien{{1}freien und prellfreien-elektronischen Näherungsschalter, der Kontaktprobleme eliminiert, einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet und von äußeren Umweltfaktoren unbeeinflusst bleibt. Es zeichnet sich außerdem durch eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit aus und eliminiert Kontaktprellprobleme.
Es kommt die Technologie der synchronen Nulldurchgangsschaltung zum Einsatz. Unter der Steuerung des elektronischen Steuersystems schließen sich die beweglichen und stationären Kontakte des Leistungsschalters, wenn die Wellenform der Systemspannung den Nullpunkt überschreitet, und öffnen sich, wenn die Stromwellenform den Nullpunkt überschreitet, wodurch sehr kleine Einschaltströme und Überspannungen erzeugt werden. Dadurch werden die Auswirkungen des Betriebs auf das Stromnetz und die Geräte verringert. Im Gegensatz dazu ist der Betrieb von elektromagnetischen und Federantriebsmechanismen zufällig, was zu Einschaltströmen und Überspannungen mit hoher -Amplitude führt, die erhebliche Auswirkungen auf das Stromnetz und die Geräte haben.
Der Permanentmagnet-Antriebsmechanismus kann lokale/ferngesteuerte Öffnungs- und Schließvorgänge sowie Schutzschließ- und Wiedereinschaltfunktionen ausführen und kann manuell geöffnet werden. Da die für den Betrieb erforderliche Stromversorgungskapazität gering ist, wird ein Kondensator als direkte Stromversorgung zum Auslösen und Schließen verwendet. Der Kondensator verfügt über eine kurze Ladezeit, einen geringen Ladestrom und eine hohe Schlagfestigkeit und kann auch nach einem Stromausfall noch Öffnungs- und Schließvorgänge am Leistungsschalter durchführen.
Die Hauptnachteile von Permanentmagnetantrieben sind:
Sie können nicht manuell geschlossen werden. Wenn die Betriebsspannung verloren geht und der Kondensator erschöpft ist und der Kondensator nicht wieder aufgeladen werden kann, kann der Schließvorgang nicht erneut durchgeführt werden.
Das manuelle Öffnen erfordert eine ausreichend hohe anfängliche Öffnungsgeschwindigkeit, was einen erheblichen Kraftaufwand erfordert; andernfalls kann der Öffnungsvorgang nicht durchgeführt werden.
Die Qualität der Energiespeicherkondensatoren ist uneinheitlich und schwer zu garantieren.
Es ist schwierig, ideale Öffnungsgeschwindigkeitseigenschaften zu erreichen.
Es ist schwierig, die Öffnungsausgangsleistung des Permanentmagnet-Betätigungsmechanismus zu verbessern.
Vergleich
Merkmale und Abmessungen | Federbetätigungsmechanismus | Permanentmagnet-Betriebsmechanismus |
|---|---|---|
| Technologiereife | Es ist sehr ausgereift, weit verbreitet und verfügt über eine lange Betriebsgeschichte und eine große Benutzerbasis. | Neuere Technologien entwickeln sich zwar schnell, es mangelt ihnen aber an ausreichender Betriebserfahrung und einer langfristigen Datenakkumulation. |
| Struktur und Zuverlässigkeit | Es verfügt über eine komplexe Struktur mit Hunderten von Teilen, darunter zahlreiche mechanische Komponenten wie Pleuel und Riegel. Es weist viele potenzielle Fehlerquellen auf und erfordert eine hohe Präzision bei der Herstellung, hochwertige-Materialien und eine ordnungsgemäße Wartung. | Aufgrund der äußerst einfachen Struktur und nur eines beweglichen Hauptteils sind keine mechanischen Entriegelungs- oder Verriegelungsvorrichtungen erforderlich. Dadurch werden Fehlerquellen grundlegend reduziert, die mechanische Lebensdauer auf über 100.000 Zyklen verlängert und ein wartungsfreier Betrieb problemlos erreicht. |
| Betriebsleistung | Die Betriebsgeschwindigkeit ist zwar hoch (ca. 50 ms), ihre Ausgangseigenschaften sind jedoch nicht gut auf die Anforderungen von Vakuum-Leistungsschaltern abgestimmt und müssen durch einen komplexen Nockengestängemechanismus ausgeglichen werden. | Es verfügt über eine ultraschnelle Reaktion (bis zu 20 ms) und Ausgangseigenschaften, die perfekt auf Vakuum-Leistungsschalter abgestimmt sind, was zu einer klaren und sauberen Wirkung führt. |
| Elektrische Steuerung | Die Steuerung ist einfach: Das Öffnen und Schließen erfolgt über eine herkömmliche elektromagnetische Spule zur Steuerung des Riegels. Es ist unempfindlich gegenüber Schwankungen der Stromversorgungsspannung und arbeitet stabil. | Der Steuerungsprozess ist komplex und basiert auf Energiespeicherkondensatoren, leistungselektronischen Geräten und intelligenten Steuerungen. Es ist anfällig für elektromagnetische Störungen und die Qualitätsstabilität der Energiespeicherkondensatoren ist derzeit eine große technologische Schwäche. |
| Stromversorgung und Stromverbrauch | Die Schließkraft wird in der Feder gespeichert, sodass die Schließ- und Öffnungsströme gering sind (1,5 A bis 2,5 A) und die Anforderungen an die Gleichstromversorgung nicht hoch sind. Die Energiespeicherkapazität des Motors beträgt nur wenige hundert Watt. | Der Bedarf an Hilfsenergie ist äußerst gering (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| Betriebsmethoden | Extrem flexibel. Es kann elektrisch betrieben werden, um Energie zu speichern und zu betreiben, oder manuell betrieben werden, um Energie zu speichern und ein-/auszuschalten, wenn keine Stromversorgung vorhanden ist, was starke Notbetriebsfunktionen bietet. | Manuelles Schließen und Öffnen wird nicht unterstützt. Obwohl ein Notöffnungsterminal vorhanden ist, ist zur Auslösung ein externes sofortiges Hochstromsignal erforderlich, was den Notbetrieb umständlich macht. |
| Kosten | Es hat geringere Kosten und einen erheblichen Preisvorteil. | Es ist teurer und kostet derzeit deutlich mehr als Federmechanismen. |
| Anpassungsfähigkeit an die Umwelt | Es ist empfindlich gegenüber der Umwelt; Das Schmiermittel kann austrocknen oder sich verschlechtern, und die Teile können rosten, was die Zuverlässigkeit beeinträchtigt. | Dank seines einfachen Aufbaus und seines abgedichteten Designs ist es sehr anpassungsfähig an verschiedene Umgebungen und kann so rauere Bedingungen besser bewältigen. |
So wählen Sie aus
Wenn Sie Wert auf höchste Zuverlässigkeit und überlegene Leistung legen und über ein ausreichendes Budget verfügen: Der Permanentmagnet-Mechanismus ist zweifellos die bessere Wahl. Es eignet sich besonders für Standorte mit extrem hohen Anforderungen an die Kontinuität der Stromversorgung, schwieriger Wartung (z. B. Offshore-Windparks und abgelegene Gebiete) oder häufigem Betrieb. Seine intelligente phasenselektive Schließfunktion unterdrückt wirksam Betriebsüberspannungen und Einschaltströme und eignet sich daher ideal zum Schalten von Kondensatorbänken und anderen Geräten, die empfindlich auf transiente Prozesse reagieren.
Wenn Ihre Anwendung allgemein ist und Sie Wert auf technologische Ausgereiftheit, Kostenkontrolle und einfache Bedienung legen, ist der bewährte Federmechanismus nach wie vor die sicherste und wirtschaftlichste Wahl. Es ist in verschiedenen Umspannwerken, Fabriken, Gebäuden und anderen allgemeinen Anwendungen weit verbreitet. Die Möglichkeit des manuellen Betriebs ist ein entscheidendes Sicherheitsmerkmal in Notfällen wie einem Stromausfall in einem Umspannwerk.
Kontaktieren Sie uns
Shaanxi Huadian hat die Vorteile eines minimalistischen Permanentmagnetmechanismus übernommen und seine Ausgangseigenschaften perfekt auf die Vakuum-Unterbrecher abgestimmt. Der Hauptbetriebskreis macht komplexe mechanische Verriegelungen und Auslösevorrichtungen überflüssig, wodurch bewegliche Teile erheblich reduziert und die Ausfallrate grundlegend gesenkt werden, wodurch eine wirklich lange Lebensdauer und ein wartungsfreier Betrieb erreicht werden. Der zentrale Notfallvorteil des Federmechanismus bleibt erhalten. Selbst in Extremsituationen wie einem Ausfall der Stationsstromversorgung oder einem Ausfall der Permanentmagnetsteuerung können Sie durch einfache manuelle Energiespeicherung Notschließvorgänge durchführen. Dabei handelt es sich nicht nur um einen Mechanismus, sondern um ein zuverlässiges „physisches Backup“ in kritischen Momenten. Für Anfragen kontaktieren Sie uns bitte:pannie@hdswitchgear.com.
