Структура и принцип рада механизма прекидача ABB VD4

The ВД4, познати средњенапонски прекидач компаније ABB, продат је скоро милион јединица широм света. Упркос својој поузданости, јављају се кварови, посебно у механизму рада. Особље за одржавање се ослања на ABB-ов приручник, али детаљни водичи су ретки. Анализирајући раскинути VD4, аутор пружа увиде који ће помоћи у практичном раду.

VD4 механизам има равну спиралну опругу и главно вратило, са вишестепеним искључивањем за одржавање и конверзију положаја, са излазом преко брегасте полуге.

1. Складиштење енергије:

VD4 користи стабилне равне спиралне опруге, побољшавајући ефикасност механизма у поређењу са традиционалним опругама.

Измењени текст:

Слика 1: Равна спирална опруга

Као што је приказано на слици 1, један крај равне спиралне опруге је причвршћен за главно вратило, док је други крај причвршћен за кућиште опруге. Током складиштења енергије, крај главног вратила спиралне опруге остаје непомичан, а мотор за складиштење енергије или клацкалица за складиштење енергије ротира кућиште опруге у смеру казаљке на сату (гледано са леве стране механизма; иста оријентација важи свуда) преко зупчаника, ланца и великог зупчаника, чиме се затеже спирална опруга.

Када је у питању отварање и затварање, крај љуске спиралне опруге је фиксиран, а након отпуштања механизма за окидање, главно вратило се окреће у смеру казаљке на сату испод погона спиралне опруге, ослобађајући своју ускладиштену енергију.

С обзиром на то да VD4 користи равну спиралну опругу, прелаз између „ненапуњеног“ и „ускладиштеног“ стања опруге разликује се од већине механизама који се покрећу опругом. Он укључује фиксирани распоред на кућишту спиралне опруге, што је олакшано координацијом диска, помоћног брегастог осовине причвршћеног за главно вратило и ваљка постављеног на клипњачу за складиштење енергије. Једноставније речено, када се складиштење енергије заврши, ваљак, који покреће клипњача за складиштење енергије, захвата се у зарез на диску. Сходно томе, клипњача за складиштење енергије се ротира под одређеним углом, што доводи до тога да се повезани помоћни контакт за складиштење енергије и механички индикатор складиштења енергије пребаце у стање „Складиштена енергија“. Насупрот томе, током процеса затварања прекидача, максимални радијус помоћног брегастог осовине прелази преко зазора диска, гурајући ваљак назад на спољашњу ивицу диска. Ова радња враћа клипњачу за складиштење енергије у првобитни угао, што доводи до тога да се помоћни контакт за складиштење енергије и механички индикатор складиштења енергије врате у стање „Неускладиштена енергија“.

Слика 2: Шематски дијаграм преласка стања складиштења енергије

Важно је напоменути да, у случају традиционалног VD4 прекидача који је у отвореном положају без складиштења енергије, значајна количина енергије остаје ускладиштена унутар равне спиралне опруге. Стога, мере предострожности морају бити предузете.

2. Модул путовања

Модул за окидање механизма за управљање прекидачем VD4 може се похвалити елегантним и препознатљивим дизајном. Упркос очигледној сложености, након растављања и анализе, цео модул за окидање може се поделити на три основне структуре за окидање:

Прва фаза окидања састоји се од предњег ваљка и кочионог диска велике лепезасте плоче, која функционише као специјализована окидања структура „задржавач + ваљак“. Друга фаза обухвата велику лепезасту плочу и велику полуосовину, формирајући типичну окидајућу структуру „полуосовина + плоча у облику лепезе“. Трећа фаза обухвата отварајућу полуосовину, отварајућу лепезасту плочу, затварајућу полуосовину и затварајућу лепезасту плочу, које заједно чине два сета комбинација окидања стезаљки „полуосовина + плоча у облику лепезе“.

Слика 3: Структурни дијаграм модула за путовање

Модул за искључивање механизма прекидача VD4 служи и за држање и за искључивање. Хајде да детаљније размотримо ове функције.

Функција држања:

Узимајући за пример положај затварања, када се затварање заврши, предњи ваљак велике плоче у облику лепезе пада у одговарајући отвор на кочионом диску. У овом тренутку, велика полуосовина је сигурно држана на месту помоћу клештасте структуре коју формирају секторске плоче за отварање и затварање. Ово спречава подизање предњих ваљака великих секторских плоча, ефикасно закључавајући кочиони диск и одржавајући главну осовину у положају затварања.

Функција искључивања:

Сада, хајде да размотримо функцију искључивања користећи акцију отварања као пример. Када механизам прими команду за отварање, полуоса отварања се ротира у смеру казаљке на сату за одређени угао. Ово кретање узрокује да плоча вентилатора отварања изгуби своју привремену тачку ослонца и ротира у смеру казаљке на сату, распадајући носећу структуру у облику клешта коју формирају плоче у облику вентила за отварање и затварање. Као резултат тога, велика полуоса се ротира у смеру супротном од казаљке на сату под дејством повратне опруге, ослобађајући велику плочу у облику вентила. Велика плоча у облику вентила затим подиже предњи ваљак под дејством повратне опруге, ослобађајући кочиони диск. Кочиони диск се ротира у смеру казаљке на сату под дејством спиралне опруге, покрећући акцију отварања.

Током процеса отварања, клипњача на помоћном вратилу положаја отварања и затварања (као што је приказано на слици 4) гура плочу сектора отварања да би се ресетовала и поново је спојила са полуосовином отварања. Ово поново успоставља носећу структуру у облику стеге коју формирају плоче сектора отварања и затварања и враћа велику полуосовину у њен првобитни угао. Истовремено, помоћни дискови са обе стране кочионог диска делују на задње ваљке велике плоче у облику лепезе док се окрећу са главном осовином. Ово подиже задњи део велике плоче у облику лепезе и спушта предњи део, припремајући је за следеће закључавање предњег ваљка на кочиони диск.

Слика 4: Положај отварања и затварања помоћног вратила клипњаче

Клипњача помоћног вратила игра кључну улогу у раду VD4 прекидачког механизма. Она обезбеђује глатки прелаз између положаја отварања и затварања повезивањем секторских плоча отварања и затварања и олакшавањем њиховог кретања.

3. Излазни модул

Излазни модул радног механизма VD4 је витална компонента која претвара ротационо кретање главног вратила у линеарно кретање потребно за отварање и затварање прекидача. Састоји се од три брегаста диска монтирана на главном вратилу и три двокраке покретне везе које се налазе на дну механизма.

Двокрака покретна веза функционише као полуга, са ослонцем у средини. На предњи крај полуге утиче брегасти диск на главном вратилу, док је задњи крај повезан са изолационом вучном шипком вакуумског мехура и опругом за отварање.

Током операције затварања, диск брегасте осовине се окреће заједно са главним вратилом, притискајући ваљке на предњем крају двокраке покретне везе. Ова акција подиже задњи крај везе, гурајући изолациону повлачну шипку нагоре и затварајући динамичке и статичке контакте унутар вакуумског мехура. Истовремено, опруга за отварање се компресује, складиштећи енергију за наредну операцију отварања.

Насупрот томе, током операције отварања, диск брегасте осовине се окреће у супротном смеру, ослобађајући ваљке на предњем крају двокраке покретне везе. Ово омогућава опрузи за отварање да се шири, раздвајајући динамичке и статичке контакте и отварајући коло.

4. Функција закључавања

VD4 механизам за закључавање укључује свеобухватну функцију закључавања која побољшава безбедност и поузданост. Ево детаљнијег погледа на сваку од карактеристика закључавања:

1. Забрана затварања када су ручна колица у средњем положају:
   • Инсталиран је електромагнет за закључавање (Y1).
   • Гранични прекидачи (S8 и S9) су повезани паралелно са електромагнетом за закључавање при затварању како би формирали коло за закључавање при затварању.
   • Када се ручна колица налазе у положају за тестирање или радном положају, S8 или S9 се повезују са колом за закључавање затварања, пунећи електромагнет за закључавање затварања и отпуштајући механичко закључавање полуосе затварања.
   • Помоћни прекидач (S2) у колу за закључавање прекидача је повезан серијски са покретним гвозденим језгром електромагнета за закључавање, припремајући коло за извршавање команде за закључавање. Као што је горе поменуто, мера комбинује механичко закључавање и електрично закључавање, што представља свеобухватну шему закључавања.

У датом опису детаљно се наводи важност и функционалност помоћног прекидача S2 у колу за затварање електричне контролне шеме ожичења VD4 за прекидач типа ручних колица. Ево сажетог резимеа и објашњења кључних тачака:

Помоћни прекидач S2 у затварајућем колу

1. Побољшана поузданост закључавања:
   • Помоћни прекидач S2 се користи заједно са механичким закључавањем које обезбеђује електромагнет за закључавање Y1.
   • Овај двоструки механизам закључавања повећава поузданост функције закључавања прекидача.
2. Спречавање прегревања и оштећења:
   • Ако S2 није укључен у коло за затварање, а ручна колица са прекидачем приме команду за затварање док су у средњем положају, коло за затварање би било под напоном.
   • Због блокирајућег дејства електромагнета за закључавање Y1, полуоса затварања се не може окретати, што спречава затварање прекидача.
   • То би довело до продуженог напајања електромагнета за затварање, што би узроковало његово прегревање и потенцијално прегоревање.
3. Улога помоћног прекидача:
   • Укључивањем S2 у коло, осигурава се да се електромагнет за затварање напаја само када је прекидач у исправном положају за затварање.
   • Ово спречава непотребно пуњење енергије и потенцијално оштећење електромагнета.

Механизам за закључавање

1. Механичко закључавање:
   • Механизам за закључавање је чисто механички систем који користи структуру са четири карике састављену од плоче за закључавање прекидача, полуге за закључавање и полуге за закључавање.
   • Овај механизам је успостављен између водећег завртња шасије аутомобила и затварајуће полуосовине прекидача.
2. Функционалност:
   • Када се ручна колица са прекидачем налазе у тестном или радном положају, плоча за блокирање прекидача у шасији је хоризонтална, што омогућава слободно окретање полуосовине за затварање.
   • Када се ручна колица налазе у средњем положају, плоча за закључавање се подиже помоћу водећег вијка, што доводи до тога да се полуга за закључавање закачи за пластични брегасти отвор затварајуће полуосовине, блокирајући њену ротацију.

Закључно, помоћни прекидач S2 у колу за закључавање и механизам за блокирање закључавања су кључне компоненте које обезбеђују безбедан и поуздан рад ручних колица са прекидачем. Они раде заједно како би спречили неовлашћене или небезбедне операције закључавања и заштитили опрему од потенцијалног оштећења.

Слика 6 Механизам за закључавање

Дати опис даје детаљан преглед компоненти шасије ручних колица VD4 и њихових функција, са посебним фокусом на безбедносне механизме и оперативна ограничења. Ево резимеа и објашњења кључних тачака:

1. Деформација и одржавање шасије:
   • Студија је открила да деформација или заглављивање шасије може спречити правилно отпуштање механичке браве, што доводи до сагоревања затварајућег калема.
   • Да би се то спречило, треба редовно проверавати и одржавати повезане компоненте како би се осигурало да је шасија у добром радном стању.
2. Блокирање кретања ручних колица када је прекидач затворен:
   • Прекидач VD4 користи механички механизам за закључавање како би спречио померање колица унутра или напоље када је прекидач затворен.
   • Ово се постиже сарадњом између оквира за закључавање на плочи за међусобно закључавање и предњих ваљака покретне везе са два крака у Б-фази.
   • Када је прекидач затворен, предњи ваљци се притискају надоле, стварајући мали зазор са оквиром за закључавање. Покушај померања ручних колица ће проузроковати да водећи вијак притисне плочу за закључавање, што заузврат реагује на водећи вијак, блокирајући кретање.
3. Блокирајући прекидач за затварање без складиштења енергије:
   • Кључно је да прекидач има довољно ускладиштене енергије пре него што се може затворити.
   • Без складиштења енергије или непотпуног складиштења енергије, брзина и сила затварања ће се смањити, што потенцијално може довести до квара при затварању.
   • VD4 прекидач користи сарадњу између плоче за закључавање складиштења енергије и продужне плоче затварајуће плоче у облику лепезе да би блокирао затварање када нема складиштења енергије.
   • Када је складиштење енергије завршено, ваљак на клипњачи за складиштење енергије се спаја са диском, омогућавајући прекидачу да се нормално затвори.

Укратко, компоненте шасије ручних колица VD4 укључују сигурносне механизме за спречавање неправилног рада, као што је блокирање кретања када је прекидач затворен и спречавање затварања без довољног складиштења енергије. Редовно одржавање и преглед ових компоненти су неопходни како би се осигурао безбедан и поуздан рад опреме.

Слика 8a Положај плоче за закључавање складиштења енергије када је енергија складиштена

Ревидирани текст:

Слика 8(б) илуструје положај плоче за закључавање складиштења енергије када се енергија не складишти.

Као допуна горе поменутом механичком механизму закључавања, прекидач VD4 је такође повезан серијски са помоћним прекидачем S1 за складиштење енергије (као што је приказано на слици 5) унутар кола за затварање. Овај распоред побољшава функцију електричног закључавања и штити од потенцијалног прегоревања електромагнета за затварање.