Struttura è Principiu di u Meccanismu di Funzionamentu di l'Interruttore Circuitale ABB VD4

U VD4, u famosu interruttore automaticu di media tensione di ABB, hà vindutu guasi un milione d'unità in u mondu sanu. Malgradu a so affidabilità, si verificanu guasti, in particulare in u mecanismu di funziunamentu. U persunale di manutenzione si basa nantu à u manuale di ABB, ma e guide dettagliate sò scarce. Dissezionendu un VD4 rottamatu, l'autore furnisce infurmazioni per aiutà in u travagliu praticu.

U mecanismu VD4 presenta una molla à spirale planare è un arbre principale, cù un scattu multi-stadio per u mantenimentu è a cunversione di pusizione, chì emette per mezu di una leva à camma.

1. Accumulazione d'energia:

U VD4 usa molle planari à spirale stabili, migliurendu l'efficienza di u mecanismu paragunatu à e molle tradiziunali.

Testu mudificatu:

Figura 1: Molla di voluta piana

Cum'è illustratu in a Figura 1, una estremità di a molla à spirale piana hè fissata à l'arburu principale, mentre chì l'altra estremità hè attaccata à l'involucro di a molla. Durante l'accumulazione d'energia, l'estremità di l'arburu principale di a molla à spirale ferma ferma, è u mutore di accumulazione d'energia o u bilanciere di accumulazione d'energia gira l'involucro di a molla in sensu orariu (vistu da u latu sinistro di u mecanismu; a stessa orientazione s'applica in tuttu) via u cricchetto, a catena è u grande ingranaggio, tendendu cusì a molla à spirale.

Quandu si tratta di operazioni d'apertura è di chjusura, l'estremità di a conchiglia di a molla di spirale hè fissa, è à u rilasciu di u mecanismu di scattu, l'arburu principale gira in sensu orariu sottu à l'azionamentu di a molla di spirale, pruducendu a so energia immagazzinata.

Datu chì u VD4 impiega una molla à spirale planare, a transizione trà i stati "scaricata" è "immagazzinata" di a molla hè diversa da a maiò parte di i meccanismi azionati da molla. Implica una disposizione fissa cù un spaziu nantu à u gusciu di a molla à spirale, facilitata da a coordinazione di un discu, una camma ausiliaria fissata à l'alberu principale è un rullu muntatu nantu à a biella di accumulazione di energia. In termini più simplici, una volta chì l'immagazzinamentu di l'energia hè cumpletatu, u rullu, guidatu da a biella di accumulazione di energia, s'impegna in una tacca nantu à u discu. Di cunsiguenza, a biella di accumulazione di energia gira à un angulu specificu, ciò chì face chì u cuntattu ausiliariu di accumulazione di energia assuciatu è l'indicatore meccanicu di accumulazione di energia passinu à u statu "Energia Immagazzinata". À u cuntrariu, durante u prucessu di chjusura di l'interruttore automaticu, u raghju massimu di a camma ausiliaria attraversa u spaziu di u discu, spinghjendu u rullu torna versu u bordu esternu di u discu. Questa azione riporta a biella di accumulazione di energia à u so angulu originale, ciò chì face chì u cuntattu ausiliariu di accumulazione di energia è l'indicatore meccanicu di accumulazione di energia torninu à u statu "Non Immagazzinata".

Figura 2: Schema di a Transizione di Statu di Accumulazione di Energia

Hè impurtante di nutà chì, in u casu di un interruttore VD4 tradiziunale chì hè in pusizione aperta senza accumulazione d'energia, una quantità significativa d'energia ferma immagazzinata in a molla di spirale planare. Dunque, e precauzioni di sicurezza devenu esse sempre prese.

2. Modulu di viaghju

U modulu di scattu di u mecanismu di funziunamentu di l'interruttore VD4 vanta un design elegante è distintivu. Malgradu a so apparente cumplessità, dopu u smuntamentu è l'analisi, tuttu u modulu di scattu pò esse suddivisu in trè strutture di scattu fundamentali:

A struttura di scattu di a prima tappa hè custituita da u rullu anteriore è u discu di frenu di a grande piastra in forma di ventaglio, chì funziona cum'è una struttura di scattu specializata "detent + rullu". A seconda tappa comprende a grande piastra in forma di ventaglio è u grande mezu albero, furmendu una tipica struttura di scattu "mezzu albero + piastra in forma di ventaglio". A terza tappa include u mezu albero d'apertura, a piastra in forma di ventaglio d'apertura, u mezu albero di chiusura è a piastra in forma di ventaglio di chiusura, chì inseme custituiscenu dui insemi di cumbinazioni di morsetti di scattu "mezzu albero + piastra in forma di ventaglio".

Figura 3: Diagramma strutturale di u Modulu di Viaghju

U modulu di scattu di u mecanismu di funziunamentu di l'interruttore VD4 serve sia una funzione di mantenimentu sia una funzione di scattu. Esaminemu queste funzioni in dettagliu.

Funzione di mantenimentu:

Pigliendu a pusizione di chjusura cum'è esempiu, una volta chì l'azione di chjusura hè cumpletata, u rullu anteriore di a grande piastra in forma di ventaglio casca in a fessura currispundente nantu à u discu di frenu. À questu puntu, u grande mezu albero hè tenutu saldamente in piazza da a struttura à pinza furmata da e piastre di settore d'apertura è di chjusura. Questu impedisce chì i rulli anteriori di e grande piastre di settore sianu alzati, bluccendu efficacemente u discu di frenu è mantenendu l'albero principale in a pusizione di chjusura.

Funzione di scattu:

Avà, cunsideremu a funzione di scattu aduprendu l'azione d'apertura cum'è esempiu. Quandu u mecanismu riceve un cumandamentu d'apertura, u mezu asse d'apertura gira in sensu orariu per un angulu specificu. Stu muvimentu face chì a piastra di u ventilatore d'apertura perda u so fulcru tempuraneu è roti in sensu orariu, disintegrendu a struttura di supportu in forma di pinza furmata da e piastre in forma di ventilatore d'apertura è di chiusura. Di cunsiguenza, u grande mezu asse gira in sensu antiorariu sottu l'azione di a molla di ritornu, liberendu a grande piastra in forma di ventilatore. A grande piastra in forma di ventilatore alza tandu u rullu anteriore sottu l'azione di a molla di ritornu, liberendu u discu di frenu. U discu di frenu gira in sensu orariu sottu l'azione di a molla di spirale, iniziendu l'azione d'apertura.

Durante u prucessu d'apertura, a biella di cunnessione nantu à l'arburu ausiliariu di a pusizione d'apertura è di chjusura (cum'è mostratu in a Figura 4) spinge a piastra di u settore d'apertura per resettà è riimpegnalla cù u mezu arburu d'apertura. Questu ristabilisce a struttura di supportu in forma di morsa furmata da e piastre di u settore d'apertura è di chjusura è spinge u grande mezu arburu à u so angulu originale. Simultaneamente, i dischi ausiliarii da i dui lati di u discu di frenu agiscenu nantu à i rulli posteriori di a grande piastra à forma di ventaglio mentre giranu cù l'arburu principale. Questu alza a parte posteriore di a grande piastra à forma di ventaglio è abbassa a parte anteriore, preparendula per u prossimu bloccu di u rullu anteriore à u discu di frenu.

Figura 4: Posizione d'apertura è di chiusura di l'albero ausiliario Biella

A biella di cunnessione di l'arbre ausiliariu ghjoca un rollu cruciale in u funziunamentu di u mecanismu di l'interruttore VD4. Assicura a transizione fluida trà e pusizioni d'apertura è di chjusura cunnettendu e piastre di u settore d'apertura è di chjusura è facilitendu u so muvimentu.

3. Modulu di surtita

U modulu di uscita di u mecanismu di funziunamentu VD4 hè un cumpunente vitale chì cunverte u muvimentu rotazionale di l'arburu principale in u muvimentu lineare necessariu per apre è chjude l'interruttore automaticu. Hè custituitu da trè dischi à camma muntati nantu à l'arburu principale è trè ligami mobili à doppiu bracciu situati in fondu à u mecanismu.

U ligame mobile à dui bracci funziona cum'è una leva, cù u so fulcru situatu in u centru. L'estremità anteriore di a leva hè influenzata da u discu di camma nantu à l'arburu principale, mentre chì l'estremità posteriore hè cunnessa à l'asta di trazione isolante di a bolla di u vacuum è à a molla d'apertura.

Durante l'operazione di chjusura, u discu à camma gira cù l'arburu principale, appughjendu nantu à i rulli à l'estremità anteriore di u ligame mobile à dui bracci. Questa azzione alza l'estremità posteriore di u ligame, spinghjendu l'asta di trazione isolante versu l'altu è chjudendu i cuntatti dinamici è statichi in a bolla di vuoto. Simultaneamente, a molla d'apertura hè cumpressa, immagazzinendu energia per l'operazione d'apertura successiva.

À u cuntrariu, durante l'operazione d'apertura, u discu di camma gira in a direzzione opposta, liberendu i rulli à l'estremità anteriore di u ligame mobile à doppiu bracciu. Questu permette à a molla d'apertura di espande si, separendu i cuntatti dinamici è statichi è aprendu u circuitu.

4. Funzione di chjusura

U mecanismu di funziunamentu VD4 include una funzione di bloccu cumpleta chì migliora a sicurezza è l'affidabilità. Eccu un sguardu più da vicinu à ognuna di e caratteristiche di bloccu:

1. Pruibizione di chjusura quandu u carrettu à manu hè in pusizione media:
   • Un elettromagnetu di bloccu di chjusura (Y1) hè stallatu.
   • I finecorsa (S8 è S9) sò cunnessi in parallelu cù l'elettromagnetu di bloccu di chjusura per furmà u circuitu di bloccu di chjusura.
   • Quandu u carrettu manuale hè in a pusizione di prova o in a pusizione di travagliu, S8 o S9 si cunnetta à u circuitu di bloccu di chjusura, carichendu l'elettromagnetu di bloccu di chjusura è liberendu u bloccu meccanicu di u semiasse di chjusura.
   • Un interruttore ausiliariu (S2) in u circuitu di chjusura di l'interruttore hè cunnessu in serie cù u core di ferru mobile di l'elettromagnetu di bloccu di chjusura, preparendu u circuitu per eseguisce u cumandamentu di chjusura. Cum'è mintuvatu sopra, a misura combina u bloccu meccanicu è u bloccu elettricu, chì hè un schema di bloccu cumpletu.

A descrizzione furnita detalla l'impurtanza è a funziunalità di l'interruttore ausiliariu S2 in u circuitu di chjusura di un schema di cablaggio di cuntrollu elettricu VD4 per un interruttore di tipu carrettu manuale. Eccu un riassuntu concisu è una spiegazione di i punti chjave:

Interruttore ausiliariu S2 in u circuitu di chjusura

1. Affidabilità di chjusura migliorata:
   • L'interruttore ausiliariu S2 hè utilizatu in cunghjunzione cù u bloccu meccanicu furnitu da l'elettromagnetu di bloccu di chjusura Y1.
   • Stu mecanismu di doppia chjusura aumenta l'affidabilità di a funzione di chjusura di l'interruttore automaticu.
2. Prevenzione di u surriscaldamentu è di i danni:
   • Sè S2 ùn hè micca inclusu in u circuitu di chjusura, è u carrettu manuale di l'interruttore riceve un cumandamentu di chjusura mentre hè in a pusizione media, u circuitu di chjusura saria energizatu.
   • A causa di l'azione di bloccu di l'elettromagnetu di bloccu di chjusura Y1, u mezu asse di chjusura ùn pò micca girà, impedendu à l'interruttore di chjude si.
   • Questu purteria à una energizazione prulungata di l'elettromagnetu di chjusura, pruvucendu u so surriscaldamentu è potenzialmente a so brusgiatura.
3. Ruolo di l'interruttore ausiliariu:
   • Includendu S2 in u circuitu, si assicura chì l'elettromagnetu di chjusura sia energizatu solu quandu l'interruttore hè in a pusizione curretta per a chjusura.
   • Questu impedisce l'energizazione innecessaria è i danni potenziali à l'elettromagnetu.

Meccanismu di bloccu di chjusura

1. Bloccaggio meccanicu:
   • U mecanismu di interbloccu di chjusura hè un sistema puramente meccanicu chì usa una struttura à quattru ligami cumposta da a piastra di interbloccu di l'interruttore, a leva di interbloccu è a leva di bloccu.
   • Stu mecanismu hè stabilitu trà a vite di piombu di u chassis di a vittura è u mezu-alberu di chjusura di l'interruttore automaticu.
2. Funziunalità:
   • Quandu u carrettu manuale di l'interruttore hè in pusizione di prova o di travagliu, a piastra di interbloccu di l'interruttore in u chassis hè orizzontale, permettendu à u mezu albero di chjusura di girà liberamente.
   • Quandu u carrettu manuale hè in a pusizione media, a piastra di interblocco hè alzata da a vite di piombu, pruvucendu l'impegnazione di a leva di bloccu cù a camma di plastica di u mezu albero di chjusura, bluccendu a so rotazione.

In cunclusione, l'interruttore ausiliariu S2 in u circuitu di chjusura è u mecanismu di interbloccu di chjusura sò tramindui cumpunenti cruciali chì garantiscenu u funziunamentu sicuru è affidabile di u carrettu manuale di l'interruttore automaticu. Travaglianu inseme per impedisce operazioni di chjusura micca autorizate o periculose è prutegge l'attrezzatura da danni potenziali.

Figura 6 Meccanismu di bloccu di chjusura

A descrizzione furnita dà una panoramica dettagliata di i cumpunenti di u chassis di u carrettu manuale VD4 è di e so funzioni, in particulare cuncentrandosi nantu à i meccanismi di sicurezza è i vincoli operativi. Eccu un riassuntu è una spiegazione di i punti chjave:

1. Deformazione è Mantenimentu di u Chassis:
   • U studiu hà revelatu chì a deformazione o l'inceppamentu di u chassis pò impedisce à u sbloccamentu meccanicu di sbloccassi currettamente, purtendu à a brusgiatura di a bobina di chjusura.
   • Per impedisce questu, l'ispezione è a manutenzione regulare di i cumpunenti cunnessi devenu esse realizate per assicurà chì u chassis sia in bonu statu di funziunamentu.
2. Bloccà u muvimentu di u carrettu manuale quandu l'interruttore hè chjusu:
   • L'interruttore VD4 usa un mecanismu di bloccu meccanicu per impedisce chì u carrettu manuale sia spustatu in entrata o in uscita quandu l'interruttore hè chjusu.
   • Questu hè ottenutu per via di a cuuperazione trà u quadru di bloccaggio nantu à a piastra d'incastro è i rulli anteriori di u ligame mobile à dui bracci di fase B.
   • Quandu l'interruttore automaticu hè chjosu, i rulli anteriori sò pressati in ghjò, creendu un picculu spaziu cù u quadru di bloccu. Pruvà à spustà u carrettu manuale farà chì a vite di piombu spinga contr'à a piastra di interbloccu, chì à u so tornu reagisce nantu à a vite di piombu, bluccendu u muvimentu.
3. Interruttore di chjusura di bloccu senza accumulazione d'energia:
   • Hè cruciale chì l'interruttore automaticu abbia abbastanza energia immagazzinata prima di pudè esse chjusu.
   • Senza almacenamentu d'energia o almacenamentu d'energia incompletu, a velocità è a forza di chjusura diminuiranu, ciò chì puderia purtà à un fallimentu di chjusura.
   • L'interruttore VD4 usa una cuuperazione trà a piastra di bloccu di l'accumulazione d'energia è a piastra di estensione di a piastra in forma di ventaglio di chjusura per bluccà a chjusura quandu ùn ci hè micca accumulazione d'energia.
   • Quandu l'accumulazione d'energia hè cumpleta, u rullu nantu à a biella di cunnessione di l'accumulazione d'energia s'impegna cù u discu, permettendu à l'interruttore di circuitu di chjude nurmalmente.

In riassuntu, i cumpunenti di u chassis di u carrettu manuale VD4 includenu meccanismi di sicurezza per impedisce un funziunamentu impropriu, cum'è u bloccu di u muvimentu quandu l'interruttore automaticu hè chjusu è impedisce a chjusura senza un accumulu d'energia sufficiente. A manutenzione è l'ispezione regulare di sti cumpunenti sò essenziali per assicurà u funziunamentu sicuru è affidabile di l'attrezzatura.

Figura 8 una pusizione di a piastra di bloccu di l'accumulazione d'energia quandu l'energia hè almacenata

Testu Rivistu:

A figura 8(b) illustra a pusizione di a piastra di bloccu di l'accumulazione d'energia quandu ùn hè micca almacenata energia.

Per cumplementà u mecanismu di chjusura meccanica sopra citatu, l'interruttore VD4 hè ancu cunnessu in serie cù l'interruttore ausiliariu di accumulazione d'energia S1 (cum'è mostratu in a Figura 5) in u circuitu di chjusura. Questa disposizione migliora a funzione di chjusura elettrica è prutege contr'à una putenziale brusgiatura di l'elettromagnetu di chjusura.