スプリング作動機構
ばね動作機構は、ばねエネルギー蓄積、閉止保持、開保持、開放の4つの部分から構成されます。これは約 200 個の部品で構成されており、バネの張力と収縮に蓄えられたエネルギーを利用して回路ブレーカーの開閉動作を制御します。バネエネルギーの蓄積は、エネルギー蓄積モーターの減速機構の動作によって実現され、サーキットブレーカーの開閉動作は開閉コイルによって制御されます。したがって、遮断器の開閉動作に必要なエネルギーは、電磁力の大きさに依存せず、バネに蓄えられたエネルギーに依存するため、開閉電流は比較的小さくて済みます。
スプリング動作メカニズムの主な利点は次のとおりです。{0}
開閉電流が低いため、高電力の動作電源が不要になります。-
電動開閉用の遠隔電力エネルギー貯蔵、または手動開閉用のローカル手動エネルギー貯蔵により、動作電源が利用できない場合や操作機構が電気的に動作しない場合でも、手動開閉が可能になります。開閉速度が速く、電源電圧の変動に影響されず、自動的に再閉が迅速に行われます。
低電力エネルギー貯蔵モーター、AC と DC の両方で使用可能。
ばね操作機構により、最適なエネルギー伝達のマッチングが可能になり、さまざまなエネルギー蓄積ばねを選択するだけで、同じ操作機構をさまざまな遮断電流仕様の回路ブレーカーに使用できるため、優れた費用対効果が得られます。-
スプリング動作メカニズムの主な欠点は次のとおりです。-
構造が比較的複雑で、製造工程が複雑で、高い加工精度が要求され、製造コストが比較的高い。
操作力が大きいため、部品の強度が高くなります。
機械的故障が発生しやすく、操作機構が動作しなくなったり、閉コイルやリミットスイッチが焼損したりすることがあります。
誤トリップが発生し、誤トリップの後、回路ブレーカーを完全に開くことができず、その閉位置または開位置を判断できなくなることがあります。
開速度特性が悪い。
永久磁石作動機構
永久磁石作動機構は、永久磁石、投入コイル、開放コイルからなる全く新しい動作原理と構造を採用しています。これにより、可動リンク、リリース/ロック装置、およびスプリングや電磁操作機構に見られるその他のコンポーネントが不要になります。シンプルな構造と最小限の部品点数（約50点）により、動作時の主要可動部は1つだけとなり、高い信頼性を実現します。永久磁石を利用してサーキット ブレーカーの位置を維持し、電磁的に作動し、永久磁石で保持され、電子的に制御される作動機構となっています。-
永久磁石作動機構の動作原理：投入コイルに通電すると、磁気回路上部に永久磁石とは逆方向の磁束が発生します。 2つの磁場の重なりによって発生する磁力により、可動鉄心が下方に移動します。半分ほど移動すると、磁気回路下部のエアギャップが減少するため、永久磁石の磁力線が下部に移動します。このとき投入コイルの磁界は永久磁石の磁界と同じ方向となるため、可動鉄心は加速して下方に移動し、最終的に投入位置に到達する。このとき、投入電流はなくなり、永久磁石は可動鉄心と固定鉄心が提供する低磁気インピーダンスチャネルを利用して可動鉄心を安定した閉位置に維持します。開放コイルに通電すると、磁気回路の下部に永久磁石とは逆方向の磁束が発生します。 2つの磁場の重なりによって発生する磁力により、可動鉄心が上方に移動します。半分ほど移動すると、磁気回路上部のエアギャップが減少するため、永久磁石の磁力線が上部に移動します。このとき、開極コイルの磁界は永久磁石の磁界と同じ方向となるため、可動鉄心は加速して上方に移動し、最終的に開位置に到達する。このとき、開放電流はなくなり、永久磁石は可動鉄心と固定鉄心が提供する低磁気インピーダンスチャネルを利用して可動鉄心を安定した開位置に維持します。
永久磁石操作機構の主な利点は次のとおりです。
双安定のデュアル コイル メカニズムを採用しています。{0}永久磁石操作機構の開閉動作はコイルの開閉により行われます。永久磁石はコイルと連動して動作し、開閉に高電力エネルギーが必要になるという問題を効果的に解決します。永久磁石による磁界エネルギーを開閉動作に利用できるため、コイルに必要なエネルギーが低減され、大きな動作電流が不要になります。
可動鉄心の上下運動は、クランク アームと絶縁プル ロッドを介して、サーキット ブレーカーの真空遮断器の可動接点に作用し、サーキット ブレーカーの開閉を実現します。--これにより、従来の機械的ロック方式が置き換えられ、機械構造が大幅に簡素化され、消耗品が削減され、コストが削減され、潜在的な故障点が減少し、機械動作の信頼性が大幅に向上し、メンテナンスフリーの動作が可能になり、メンテナンス費用が節約されます。-
永久磁石操作機構は、ほぼ永久に持続する永久磁石力と最大 100,000 サイクルの寿命を誇り、永久磁石の力で双安定位置を維持しながら電磁力を使用して開閉操作を行います。{0}これにより、伝達機構が簡素化され、エネルギー消費と騒音が低減され、電磁式およびバネ式作動機構に比べて 3 倍以上の長寿命が得られます。
補助スイッチは、非接触、コンポーネントフリー、摩耗{1}フリー、バウンスフリーの電子近接スイッチを利用しています。-、接触の問題を排除し、信頼性の高い動作を確保し、外部環境要因の影響を受けません。また、長寿命、高信頼性を備え、接点バウンスの問題も解消されます。
同期ゼロクロス スイッチング技術が採用されています。-電子制御システムの制御下で、回路ブレーカーの可動接点と固定接点は、システム電圧波形がゼロと交差すると閉じ、電流波形がゼロと交差すると開き、非常に小さな突入電流と過電圧が生成されます。これにより、電力網や機器に対する運用の影響が軽減されます。対照的に、電磁機構とバネ操作機構の動作はランダムであるため、高振幅の突入電流と過電圧が発生し、電力網や機器に重大な影響を与えます。-
永久磁石操作機構は、ローカル/リモート開閉操作、保護開閉機能、再開閉機能を実行でき、手動で開くことができます。動作に必要な電源容量が小さいため、トリップ・投入用の直接電源にはコンデンサを使用しています。このコンデンサは、充電時間が短く、充電電流が小さく、耐衝撃性が強いため、停電後もブレーカーの開閉動作を行うことができます。
永久磁石操作機構の主な欠点は次のとおりです。
手動で閉じることはできません。動作電源が失われ、コンデンサが消耗した後、コンデンサを再充電できなければ、再度投入動作を行うことはできません。
手動で開くには十分に高い初期開く速度が必要であり、かなりの力が必要です。そうしないと、オープン操作を実行できません。
エネルギー蓄積コンデンサの品質にはばらつきがあり、保証することが困難です。
理想的な開速度特性を得ることが困難です。
永久磁石操作機構の開極出力を向上させることは困難である。
比較
機能と寸法 | スプリング作動機構 | 永久磁石作動機構 |
|---|---|---|
| テクノロジーの成熟度 | これは非常に成熟しており、広く使用されており、長い運用の歴史と大規模なユーザーベースを持っています。 | 新しいテクノロジーは急速に発展していますが、十分な運用経験と長期的なデータ蓄積が不足しています。{0} |
| 構造と信頼性 | コネクティングロッドやラッチなどの多数の機械部品を含む、数百もの部品からなる複雑な構造をしています。多くの潜在的な故障点があり、高精度の製造、高品質の素材、適切なメンテナンスが必要です。- | 非常にシンプルな構造で主要な可動部分が 1 つだけであるため、機械的なリリースやロック装置が不要です。これにより、故障の原因が根本的に減少し、機械的寿命が 100,000 サイクル以上に延長され、メンテナンスフリーの運用が容易に実現されます。- |
| 業績 | 動作速度は速い（約50ms）のですが、出力特性が真空遮断器の要求に十分に適合しておらず、複雑なカムリンク機構で補う必要があります。 | 超高速応答 (最大 20 ミリ秒) と真空サーキット ブレーカーと完全に一致する出力特性を備えており、鮮明でクリーンな動作を実現します。 |
| 電気制御 | 開閉は従来の電磁コイルを使ってラッチを制御するため、制御が簡単です。電源電圧の変動に影響されにくく、安定して動作します。 | 制御プロセスは複雑で、エネルギー貯蔵コンデンサー、パワー エレクトロニクス デバイス、インテリジェント コントローラーに依存しています。電磁干渉の影響を受けやすく、エネルギー貯蔵コンデンサの品質安定性は現在、技術上の大きな弱点となっています。 |
| 電源と消費電力 | 閉じる力はスプリングに蓄えられるため、開閉電流は小さく (1.5A ～ 2.5A)、DC 電源の要件は高くありません。モーターのエネルギー貯蔵容量はわずか数百ワットです。 | 補助電源要件は非常に小さいです (<1A), but the capacitor needs to release a high-power pulse (up to 2600W) instantaneously when closing and opening the circuit breaker. |
| 操作方法 | 非常に柔軟です。電気で電力を供給してエネルギーを貯蔵して動作させることも、手動で電力を供給してエネルギーを貯蔵し、電源がない場合にオン/オフを切り替えることもできるため、強力な緊急運用機能が提供されます。 | 手動開閉はサポートされていません。緊急開放端子は設けられていますが、外部からの瞬時大電流信号でトリガする必要があり、非常時の操作が不便です。 |
| 料金 | コストが低くなり、価格面でも大きなメリットがあります。 | これはより高価であり、現在ではスプリング機構よりもはるかに高価です。 |
| 環境適応性 | 環境に敏感です。潤滑剤が乾燥・劣化し、部品が錆びて信頼性に影響を与える可能性があります。 | シンプルな構造と密閉設計により、さまざまな環境への適応性が高く、過酷な条件にも十分に対応できます。 |
選び方
究極の信頼性と優れたパフォーマンスを優先し、十分な予算がある場合は、間違いなく永久磁石機構がより良い選択です。これは、電力供給の継続性、困難なメンテナンス（洋上風力発電所や遠隔地など）、または頻繁な稼働に対する非常に高い要件がある場所に特に適しています。そのインテリジェントな位相選択的閉機能は、動作時の過電圧と突入電流を効果的に抑制し、スイッチング コンデンサ バンクや過渡プロセスに敏感なその他の機器に最適です。
アプリケーションが一般的で、技術の成熟度、コスト管理、操作の容易さを重視する場合、実績のあるスプリング メカニズムが最も安全で経済的な選択肢となります。{0}}さまざまな変電所、工場、ビル、その他一般用途に幅広く適用できます。手動操作機能は、変電所の電力喪失などの緊急事態において重要な安全機能です。
お問い合わせ
陝西華電は、最小限の永久磁石機構の利点を採用し、その出力特性を真空遮断器と完全に一致させています。主動作回路は複雑な機械的インターロックやトリップ装置を排除し、可動部品を大幅に減らして故障率を根本的に低下させ、真の長寿命とメンテナンスフリーの動作を実現します。-スプリング機構の重要な緊急時の利点を保持します。ステーションの電源喪失や永久磁石コントローラーの故障などの極端な状況でも、簡単な手動エネルギー貯蔵により緊急閉鎖操作を実行できます。これは単なる仕組みではなく、重要な瞬間に信頼できる「物理的なバックアップ」です。お問い合わせは下記までご連絡ください。pannie@hdswitchgear.com.
