Magyar Elektrotechnikai Egyesület
58. VÁNDORGYŰLÉS, KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS Szeged, 2011.09.14-16.
Új rugóerő tárolós megszakító hajtás
Szabó László Műszaki igazgató Villamos Kapcsolóberendezések
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
Bakos Csanád Tervezési csoportvezető Villamos Kapcsolóberendezések
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
SF6 gáz oltóközegű megszakítók meghibásodásának okai 7%
Hajtás
21%
Működtető áramkörök 43%
Aktív részek 29%
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
Egyéb
SF6-os megszakítók fejlődése – pólus hajtásigény [J] közötti kapcsolat
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
A tervezési módszer bemutatása Feladatunk az ideális oltókamra működés számára megkívánt út-idő diagramok biztosítása, a megszakító mozgó tömegeinek ismeretében. A megszakító oltókamrák villamos tervezése és azok gáz-dinamikai analízise eredményeként egy adott út-idő diagramhoz kiszámolt gázerőket kapjuk meg, mint a hajtástervezés egyik fő bemenő adata. Terhelésként figyelembe kell vennünk továbbá a villamos tervezés során meghatározott érintkező rendszerek megbízható működéséhez szükséges összeszorító erőkből adódó súrlódó erőket. A súrlódó erők több tényezőből adódnak össze: mechanikai kapcsolatok súrlódása, a csúszó érintkezők súrlódó ereje illetve az ujjas fő- illetve ívhúzó érintkező súrlódása. Ezt általában lépcsős függvényként adjuk meg a terhelési erők számítása során.
A megszakító mozgatásához szükséges rugó energiáját tehát négy fő tényező határozza meg: •A mozgás során elérendő átlagos sebesség. •A mozgatott tömeg nagysága. •A mozgás során fellépő (ívoltáshoz felhasznált) gázerő. •Az érintkezők konstrukciójából adódó súrlódó erők.
SZIMULÁCIÓS EREDMÉNY KÉPERNYŐ A mozgás szimulációk során a Solid Works modellező programot használjuk a működő alkatrészek 3D-s modellezésére valamint a mozgás szimulációk elvégzéséhez. A SW alá integrált Motion mozgás analízis program modul felhasználásával számítjuk ki a megadott út-idő karakterisztikák eléréséhez szükséges rugóerőket A programból tetszés szerinti adatok exportálhatók excel adatbázisba. Ez a dokumentálási forma jól használható a későbbi elemzések során.
Az excel táblázatokon túlmenően a mozgásanalízisről filmfelvétel is készíthető animációs célokra
Kikapcsoló kilincsmű működése
MEGSZAKÍTÓ BEKAPCSOLÁSA
A megszakító kikapcsolása: SZÁMÍTOTT és MÉRT ÚT-IDŐ diagramok összehasonlítása.
Mivel az alábbi hajtás már típusvizsgálaton is átesett, rendelkezésre állnak a KEMA tesztek során felvett út-idő karakterisztikák, amelyek közül egyet példaképp bemutatunk itt. Ezt összehasonlítva a számított diagrammal, látható, hogy az eltérés az elfogadható hibahatáron belül mozog.
KIFEJLESZTETT HAJTÁSOK A hajtások további optimalizálása során az előbbiekben ismertetett módszert használjuk közel tíz éve. Ez számos új hajtáselrendezés kialakítását tette lehetővé. Időrendi sorrendben bemutatunk néhányat az elmúlt időszak fejlesztései közül: •145 kV megszakító hajtás merev karrendszerű erőátvitellel a rugókról a tengelyekre •Kikapcsoló rugó maximális erő kb:16000N •Befoglaló méret 730x1200x480
245 kV megszakító hajtás szintén merev rendszerű erőátvitellel •Kikapcsoló rugó maximális erő kb:16000N •Befoglaló méret: •1080x500x530
Termékcsalád alapú megközelítés Beszállítói szempontból: - Hasonló alkatrészek - Nagyobb gyártási darabszám - Azonos anyagminőségek - Azonos átvételi kritériumok
Hajtás-család kialakításának Gyártói szempontból: Felhasználói szempontból: előnyei - Azonos szerelési lépések - Azonos működési leírás -Azonos kezelési lépések - Azonos karbantartási lépések
- Azonos minőségbiztosítási lépések - Gyártási darabszámok növekedése Hyundai Technology Center Hungary Ltd
MODULÁRIS RENDSZERŰ HAJTÁSOK Mivel megrendelőink részéről egyre inkább követelmény a gyártási költségek leszorítása, ezért úgy gondolkodtunk,hogy ha az alkalmazott áttételeket, kilincsműveket, rugóvezetékeket egységesíteni tudjuk, akkor az energiaigénytől függetlenül (csak a rugónyomatéki karokat változtatva) moduláris rendszerben építhetők fel ugyanazon fő működési egységekből a hajtások. Ez a merev erőátviteli rendszerű hajtásokban nem volt kezelhető a kötöttebb elrendezésből adódóan. Ennek a megfontolásnak az eredménye lett a rugós hajtásainknak az újabb generációja, amelyekben már lánc biztosítja az erőátvitelt a rugóktól a hajtott tengelyekig. A láncos erőátvitel előnye a flexibilis elrendezés, aminek eredményeképpen a rugós oszlopok a hajtásmechanizmusok fölött helyezkednek el. Így a rugók mérete tetszőlegesen változtatható a többi hajtásmodul változatlanul hagyásával
72,5 kV-os három fázisúan tokozott megszakító hajtása
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
A 72,5 kV-os megszakító hajtásunk ennek a családnak az első darabja. Ezzel a hajtással elvégeztük a mechanikai tartampróbát is. •Kikapcsoló rugó erő:17000N •Befoglaló méret: •860x360x510
maximális
A Magyarországon készült prototípus hajtás tesztelésekhez egy H-TEC által tervezett műterhelést használtunk, amelyben a terhelési paraméterek a különböző megszakító konstrukcióknak és paramétereknek megfelelően szelepek és szeleprugók segítségével állíthatók.
PROTOTÍPUS-HAJTÁS ÖSSZEÉPTVE A MŰTERHELÉSSEL
Két lépcsős kilincsmű kifejlesztése két ciklusú megszakító hajtáshoz A két lépcsős kilincsmű kifejlesztésekor a cél a reakcióidő – kiütő mágnes gerjesztésének kezdete és a kilincsmű teljesen nyitott állapota között eltelt idő csökkentése volt. Két irányból közelítettük meg a reakcióidő csökkentését: A mágnes felgerjedési önidejének csökkentésével, amely egy új, gyorsabb ( induktivitás-szegény) és erősebb kiütő mágnes kifejlesztését jelentette. Az önidő csökkentésének másik eszköze a három lépcsős kilincsmű két lépcsős kilincsművé alakítása. Ez ugyanazon működő nyomatékot feltételezve a rugós hajtásban két elem elmozdulását eredményezi, ami feltételezésünk szerint rövidebb mechanikai önidőhöz vezet a kilincsmű oldásakor.
KILINCSMŰVEK ÖNIDEJÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA A három lépcsős kilincsmű lényegesen kisebb kiütő erőt igényel a mágnestől, hiszen háromszoros áttételen keresztül oldjuk a rugórendszert. Ebből következően az új fejlesztésű mágnesnél, nem csak a fölgerjedési időt kellett csökkenteni, hanem a rendelkezésre álló kiütő erőt is növelni kellett, mivel a két lépcsős retesz kétszeres erősítésen (áttételen) keresztül oldja a működtető (kikapcsoló) rugót. A két támadási stratégia párhuzamos alkalmazásával sikerült a reteszmű önidejét 12-13 ms-mal csökkenteni a három lépcsős kilincsműhöz képest.
3 LÉPCSŐS KILINCSMŰ működése
KÉT LÉPCSŐS KILINCSMŰ
Köszönjük a figyelmet!
Szabó László Műszaki Igazgató Villamos Kapcsolóberendezések Hyundai Technology Center Hungary Kft. 1146 Bp, Hermina út 22.
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
