Struktura i princip rada ABB VD4 prekidača

The VD4, ABB-ov poznati srednjenaponski prekidač, prodan je u gotovo milijun jedinica diljem svijeta. Unatoč njegovoj pouzdanosti, događaju se kvarovi, posebno u radnom mehanizmu. Osoblje za održavanje oslanja se na ABB-ov priručnik, ali detaljni vodiči su rijetki. Analizirajući rashodovani VD4, autor pruža uvide koji pomažu u praktičnom radu.

Mehanizam VD4 ima planarnu spiralnu oprugu i glavnu osovinu, s višestupanjskim isključivanjem za održavanje i pretvorbu položaja, a izlaz se odvija putem poluge grebena.

1. Skladištenje energije:

VD4 koristi stabilne planarne spiralne opruge, poboljšavajući učinkovitost mehanizma u usporedbi s tradicionalnim oprugama.

Uređeni tekst:

Slika 1: Opruga za ravnu spiralnu ...

Kao što je prikazano na slici 1, jedan kraj ravne spiralne opruge pričvršćen je na glavnu osovinu, dok je drugi kraj pričvršćen na kućište opruge. Tijekom pohrane energije, kraj glavne osovine spiralne opruge ostaje nepomičan, a motor za pohranu energije ili klackalica za pohranu energije okreće kućište opruge u smjeru kazaljke na satu (gledano s lijeve strane mehanizma; ista orijentacija vrijedi u cijelom mehanizmu) putem zupčaste papučice, lanca i velikog zupčanika, čime se zateže spiralna opruga.

Kod otvaranja i zatvaranja, kraj spiralne opruge na strani školjke je fiksiran, a nakon otpuštanja mehanizma za aktiviranje, glavna osovina se okreće u smjeru kazaljke na satu pod pogonom spiralne opruge, oslobađajući svoju pohranjenu energiju.

S obzirom na to da VD4 koristi planarnu spiralnu oprugu, prijelaz između "nenabijenog" i "pohranjenog" stanja opruge razlikuje se od većine mehanizama s oprugom. Uključuje fiksirani raspored na kućištu spiralne opruge, što je olakšano koordinacijom diska, pomoćnog grebena pričvršćenog na glavnu osovinu i valjka postavljenog na klipnjaču za pohranu energije. Jednostavnije rečeno, nakon što je pohrana energije završena, valjak, pokretan klipnjačom za pohranu energije, zahvaća se u utor na disku. Posljedično, klipnjača za pohranu energije rotira se pod određenim kutom, što potiče pridruženi pomoćni kontakt za pohranu energije i mehanički indikator pohrane energije da se prebace u stanje "Pohranjena energija". Suprotno tome, tijekom procesa zatvaranja prekidača, maksimalni radijus pomoćnog grebena prelazi preko razmaka diska, gurajući valjak natrag do vanjskog ruba diska. Ova radnja vraća klipnjaču za pohranu energije u prvobitni kut, uzrokujući da se pomoćni kontakt za pohranu energije i mehanički indikator pohrane energije vrate u stanje "Nepohranjena energija".

Slika 2: Shematski dijagram prijelaza stanja pohrane energije

Važno je napomenuti da u slučaju tradicionalnog VD4 prekidača koji je u otvorenom položaju bez pohrane energije, značajna količina energije ostaje pohranjena unutar planarne spiralne opruge. Stoga se i dalje moraju poduzeti sigurnosne mjere.

2. Modul putovanja

Modul za isključivanje upravljačkog mehanizma sklopke VD4 može se pohvaliti elegantnim i prepoznatljivim dizajnom. Unatoč prividnoj složenosti, nakon rastavljanja i analize, cijeli modul za isključivanje može se podijeliti na tri osnovne strukture za isključivanje:

Prvostupanjska okidačka struktura sastoji se od prednjeg valjka i kočionog diska velike lepezaste ploče, koja funkcionira kao specijalizirana okidačka struktura "zapornik + valjak". Druga faza obuhvaća veliku lepezastu ploču i veliku poluosovinu, tvoreći tipičnu okidačku strukturu "poluosovina + lepezasta ploča". Treća faza uključuje otvarajuću poluosovinu, otvarajuću lepezastu ploču, zatvarajuću poluosovinu i zatvarajuću lepezastu ploču, koje zajedno čine dva seta kombinacija okidačkih stezaljki "poluosovina + lepezasta ploča".

Slika 3: Strukturni dijagram putnog modula

Modul za isključivanje upravljačkog mehanizma sklopke VD4 služi i za držanje i za isključivanje. Pogledajmo detaljnije ove funkcije.

Funkcija držanja:

Uzimajući za primjer položaj zatvaranja, nakon što je postupak zatvaranja završen, prednji valjak velike lepezaste ploče pada u odgovarajući utor na kočionom disku. U ovom trenutku, velika poluosovina je sigurno držana na mjestu kliještastom strukturom koju tvore sektorske ploče za otvaranje i zatvaranje. To sprječava podizanje prednjih valjaka velikih sektorskih ploča, učinkovito blokirajući kočioni disk i održavajući glavnu osovinu u položaju zatvaranja.

Funkcija isključivanja:

Sada, razmotrimo funkciju okidanja koristeći radnju otvaranja kao primjer. Kada mehanizam primi naredbu za otvaranje, poluos otvaranja okreće se u smjeru kazaljke na satu za određeni kut. Ovo kretanje uzrokuje da ploča ventilatora za otvaranje izgubi svoju privremenu točku oslonca i okreće se u smjeru kazaljke na satu, raspadajući potpornu strukturu u obliku kliješta koju tvore ploče u obliku lepeze za otvaranje i zatvaranje. Kao rezultat toga, velika poluos okreće se suprotno od kazaljke na satu pod djelovanjem povratne opruge, oslobađajući veliku ploču u obliku lepeze. Velika ploča u obliku lepeze zatim podiže prednji valjak pod djelovanjem povratne opruge, oslobađajući kočioni disk. Kočioni disk okreće se u smjeru kazaljke na satu pod djelovanjem spiralne opruge, pokrećući radnju otvaranja.

Tijekom procesa otvaranja, klipnjača na pomoćnoj osovini položaja otvaranja i zatvaranja (kao što je prikazano na slici 4) gura ploču sektora otvaranja kako bi se resetirala i ponovno je spojila s poluosovinom otvaranja. Time se ponovno uspostavlja potporna struktura u obliku stezaljke koju tvore ploče sektora otvaranja i zatvaranja i gura veliku poluosovinu natrag u njezin izvorni kut. Istovremeno, pomoćni diskovi s obje strane kočionog diska djeluju na stražnje valjke velike lepezaste ploče dok se okreću s glavnom osovinom. Time se podiže stražnji dio velike lepezaste ploče i spušta prednji dio, pripremajući ga za sljedeće zaključavanje prednjeg valjka na kočioni disk.

Slika 4: Klipnjača pomoćnog vratila u položaju otvaranja i zatvaranja

Klipnjača pomoćnog vratila igra ključnu ulogu u radu mehanizma prekidača VD4. Osigurava glatki prijelaz između položaja otvaranja i zatvaranja spajanjem ploča sektora otvaranja i zatvaranja i olakšavanjem njihovog kretanja.

3. Izlazni modul

Izlazni modul VD4 operativnog mehanizma je vitalna komponenta koja pretvara rotacijsko gibanje glavne osovine u linearno gibanje potrebno za otvaranje i zatvaranje prekidača. Sastoji se od tri grebenasta diska postavljena na glavnu osovinu i tri dvostruke pokretne karike smještene na dnu mehanizma.

Dvokraka pomična veza funkcionira kao poluga, s uporišnom točkom u sredini. Prednji kraj poluge pod utjecajem je bregastog diska na glavnoj osovini, dok je stražnji kraj spojen s izolacijskom vučnom šipkom vakuumskog mjehurića i oprugom za otvaranje.

Tijekom zatvaranja, disk grebena rotira s glavnom osovinom, pritiskajući valjke na prednjem kraju dvokrake pokretne spone. Ova radnja podiže stražnji kraj spone, gurajući izolacijsku vučnu šipku prema gore i zatvarajući dinamičke i statičke kontakte unutar vakuumskog mjehurića. Istovremeno se opruga za otvaranje komprimira, pohranjujući energiju za sljedeći postupak otvaranja.

Suprotno tome, tijekom otvaranja, disk grebena okreće se u suprotnom smjeru, otpuštajući valjke na prednjem kraju pomične veze s dvostrukim krakom. To omogućuje širenje opruge za otvaranje, odvajanje dinamičkih i statičkih kontakata i otvaranje strujnog kruga.

4. Funkcija zaključavanja

VD4 operativni mehanizam uključuje sveobuhvatnu funkciju zaključavanja koja poboljšava sigurnost i pouzdanost. Evo detaljnijeg pogleda na svaku od značajki zaključavanja:

1. Zabrana zatvaranja kada su ručna kolica u srednjem položaju:
   • Ugrađen je elektromagnet za zaključavanje (Y1).
   • Granične sklopke (S8 i S9) spojene su paralelno s elektromagnetom za zatvaranje i zaključavanje kako bi tvorile strujni krug za zatvaranje i zaključavanje.
   • Kada su ručna kolica u ispitnom ili radnom položaju, S8 ili S9 se spajaju na strujni krug za zatvaranje i zaključavanje, puneći elektromagnet za zatvaranje i otpuštajući mehaničko zaključavanje poluosi zatvaranja.
   • Pomoćni prekidač (S2) u strujnom krugu za zatvaranje prekidača spojen je serijski s pokretnom željeznom jezgrom elektromagneta za zaključavanje, pripremajući strujni krug za izvršavanje naredbe za zatvaranje. Gore spomenuta mjera kombinira mehaničko zaključavanje i električno zaključavanje, što predstavlja sveobuhvatnu shemu zaključavanja.

U opisu se detaljno opisuje važnost i funkcionalnost pomoćne sklopke S2 ​​u strujnom krugu zatvaranja VD4 sheme ožičenja električnog upravljanja za prekidač s ručnim kolicima. Evo sažetog sažetka i objašnjenja ključnih točaka:

Pomoćni prekidač S2 u zapornom krugu

1. Poboljšana pouzdanost zaključavanja:
   • Pomoćni prekidač S2 koristi se zajedno s mehaničkim zaključavanjem koje osigurava elektromagnet za zaključavanje Y1.
   • Ovaj dvostruki mehanizam zaključavanja povećava pouzdanost funkcije zaključavanja prekidača.
2. Sprječavanje pregrijavanja i oštećenja:
   • Ako S2 nije uključen u strujni krug zatvaranja, a kolica s prekidačem prime naredbu za zatvaranje dok su u srednjem položaju, strujni krug zatvaranja bit će pod naponom.
   • Zbog blokirajućeg djelovanja elektromagneta za zaključavanje Y1, poluos zatvaranja se ne može okretati, što sprječava zatvaranje prekidača.
   • To bi dovelo do produljenog napajanja elektromagneta za zatvaranje, uzrokujući njegovo pregrijavanje i potencijalno izgaranje.
3. Uloga pomoćnog prekidača:
   • Uključivanjem S2 u strujni krug osigurava se da se elektromagnet za zatvaranje napaja samo kada je prekidač u ispravnom položaju za zatvaranje.
   • To sprječava nepotrebno napajanje i potencijalno oštećenje elektromagneta.

Mehanizam za zatvaranje blokade

1. Mehaničko zaključavanje:
   • Mehanizam za blokiranje zatvaranja je čisto mehanički sustav koji koristi strukturu s četiri karike sastavljenu od ploče za blokiranje prekidača, poluge za blokiranje i poluge za zaključavanje.
   • Ovaj mehanizam je uspostavljen između vodećeg vijka šasije automobila i zapornog poluosovinskog vratila prekidača.
2. Funkcionalnost:
   • Kada se kolica s prekidačem nalaze u ispitnom ili radnom položaju, ploča za blokiranje prekidača u šasiji je vodoravna, što omogućuje slobodno okretanje poluosovine za zatvaranje.
   • Kada su ručna kolica u srednjem položaju, ploča za blokiranje se podiže vodećim vijkom, uzrokujući da se poluga za zaključavanje zahvati s plastičnim grebenom poluosovine za zatvaranje, blokirajući njezinu rotaciju.

Zaključno, pomoćni prekidač S2 u strujnom krugu za zatvaranje i mehanizam za blokadu za zatvaranje ključne su komponente koje osiguravaju siguran i pouzdan rad ručnih kolica s prekidačem. Oni rade zajedno kako bi spriječili neovlaštene ili nesigurne operacije zatvaranja i zaštitili opremu od potencijalnih oštećenja.

Slika 6 Mehanizam za blokiranje zatvaranja

U opisu je dan detaljan pregled komponenti šasije ručnih kolica VD4 i njihovih funkcija, s posebnim naglaskom na sigurnosne mehanizme i operativna ograničenja. Slijedi sažetak i objašnjenje ključnih točaka:

1. Deformacija i održavanje šasije:
   • Studija je otkrila da deformacija ili zaglavljivanje šasije mogu spriječiti pravilno otpuštanje mehaničke brave, što dovodi do izgaranja zavojnice za zatvaranje.
   • Kako bi se to spriječilo, treba provoditi redovite preglede i održavanje povezanih komponenti kako bi se osiguralo da je šasija u dobrom radnom stanju.
2. Blokiranje kretanja ručnih kolica kada je prekidač zatvoren:
   • Prekidač VD4 koristi mehanički mehanizam zaključavanja kako bi se spriječilo pomicanje kolica unutra ili van kada je prekidač zatvoren.
   • To se postiže suradnjom između okvira za zaključavanje na ploči za međusobno zaključavanje i prednjih valjaka pomične veze s dvostrukom rukom B-faze.
   • Kada je prekidač zatvoren, prednji valjci se pritisnu prema dolje, stvarajući mali razmak s okvirom za zaključavanje. Pokušaj pomicanja kolica uzrokovat će da vodeći vijak pritisne ploču za blokiranje, koja zauzvrat reagira na vodeći vijak, blokirajući kretanje.
3. Blokada zatvaranja prekidača bez pohrane energije:
   • Ključno je da prekidač ima dovoljno pohranjene energije prije nego što se može zatvoriti.
   • Bez pohrane energije ili s nepotpunom pohranom energije, brzina i sila zatvaranja će se smanjiti, što potencijalno može dovesti do neuspjeha u zatvaranju.
   • VD4 prekidač koristi suradnju između ploče za zaključavanje pohrane energije i produžne ploče lepezaste ploče za zatvaranje kako bi blokirao zatvaranje kada nema pohrane energije.
   • Kada je skladištenje energije završeno, valjak na klipnjači za skladištenje energije spaja se s diskom, omogućujući prekidaču normalno zatvaranje.

Ukratko, komponente šasije ručnih kolica VD4 uključuju sigurnosne mehanizme za sprječavanje nepravilnog rada, kao što je blokiranje kretanja kada je prekidač zatvoren i sprječavanje zatvaranja bez dovoljnog skladištenja energije. Redovito održavanje i pregled ovih komponenti ključni su za osiguranje sigurnog i pouzdanog rada opreme.

Slika 8 a Položaj ploče za zaključavanje pohrane energije kada je energija pohranjena

Revidirani tekst:

Slika 8(b) prikazuje položaj ploče za blokiranje pohrane energije kada se energija ne pohranjuje.

Kao nadopuna prethodno spomenutom mehaničkom mehanizmu zaključavanja, prekidač VD4 je također serijski spojen s pomoćnim prekidačem S1 za pohranu energije (kao što je prikazano na slici 5) unutar kruga zatvaranja. Ovaj raspored poboljšava funkciju električnog zaključavanja i štiti od potencijalnog pregorijevanja elektromagneta za zatvaranje.