Magyar Elektrotechnikai Egyesület 58. VÁNDORGYŰLÉS, KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS Szeged, 2011.09.14-16. Új rugóerő tárolós megszakító hajtás Szabó László Műszaki igazgató Villamos Kapcsolóberendezések Bakos Csanád Tervezési csoportvezető Villamos Kapcsolóberendezések Hyundai Technology Center Hungary Ltd
Hyundai Technology Center Hungary Ltd
SF 6 gáz oltóközegű megszakítók meghibásodásának okai 7% Hajtás 21% Működtető áramkörök 43% Aktív részek 29% Egyéb Hyundai Technology Center Hungary Ltd
SF 6 -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 gáz- erőket 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.
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. SZIMULÁCIÓS EREDMÉNY KÉPERNYŐ
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 Gyártói szempontból: - Azonos szerelési lépések - Azonos minőségbiztosítási lépések - Gyártási darabszámok növekedése Hajtás-család kialakításának előnyei Felhasználói szempontból: - Azonos működési leírás -Azonos kezelési lépések - Azonos karbantartási lépések 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 maximális erő:17000n Befoglaló méret: 860x360x510
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