研究機電一體化程度較高的高新技術產品

引　言：
機場、醫院、高樓、消防以及重要的軍事設備,一旦發作停電事故,將產生嚴重結果.因而,應裝備雙電源緊急供電系統,將負載電路從一個電源換至另一個電源.隨著自動化技術程度的不時進步,機械系統的控制正派歷一場新的反動,以前由機械構件完成的控制功用正經過電信號來驅動執行器完成,從而具有更高的穩定性和牢靠性.機電轉換開關具有共同的機電一體化設計,高的性能價錢比,采用場效應晶體管切換開關,完成快速切換.
1、自動轉換開關的組成：
機電自動轉換開關主要應用于雙電源緊急供電系統,將負載從常用電源UN換至備用電源UR.自動轉換開關主要由電壓傳感器、控制局部、傳動電機、機械轉換及聯鎖安裝、斷路器等組成.
自動轉換開關普通分為兩個級別:PC級和CB級,其中PC級自動轉換開關可以接通、承載,但不能分斷短路電流;CB級自動轉換開關配有過流脫扣器,其主觸頭可以接通并可切斷短路電流.
PC級自動轉換開關不能切斷短路電流,運用較少.在此,主要引見CB級自動轉換開關的組成.這種開關構造簡單,性能牢靠.下面引見控制局部和機械局部的設計.
2、自動轉換開關的控制原理：
自動轉換開關控制原理框圖如圖3所示,圖中Una,Unb, Unc分別表示常用電源的三相, Ura表示備用電源的A相, SPT603為一電壓傳感器,當輸入電壓為220V時,其輸出電壓為2V.LM393為一雙限比擬器,經過調整獲得比擬器的上限電壓和下限電壓.假定將上限電壓調整為2V對應于傳感器輸入220V,將下限電壓調整至1 .7V對應于傳感器輸入為190V.74LS11為一三輸入與門,74LS00為一與非門,ULN2003為一帶有七個達林頓電路的驅動芯片,J1~J7為中間繼電器,NE555接成施密特觸發器.當常用電源三相無毛病時, SPT603輸入在190V~220V之間,其輸出電壓在1.7V~2V之間,比擬器輸出為高電平,第一路經過74LS11相與后使N1導通,為施密特觸發器提供電源,此時,施密特觸發器Q端輸出為高電平,使得N3導通J3吸合,電機逆時針轉動,使常用電源合閘.同時,另一路經74LS11出來后經與非門74LS00反相為低電平,使得N2截止,繼電器J2堅持.若三相電源任一相呈現毛病(失壓、欠壓、過壓、斷相)時,SPT603將信號輸出給LM393,此時兩個比擬器輸出均為低電平,經74LS11相與后,使得N1截止,N2導通,J2吸合,為施密特觸發器提供一路電源,經過跳線端子(TX2)使得N4導通,電機順時針旋轉,使常用電源斷開,備用電源合閘,從而完成兩路電源的切換.該電路設有常用及備用電源工作狀況顯現、脫扣報警等功用.除此之外,電路還應用跳線端子的靈敏性將電路設置成多種工作狀態,包括:自投自復,自投不自復,帶啟動發電機功用等.這些均能夠依據不同的用戶請求來設置.這種設計防止了反復消費多套電路板,只用一塊電路板就能夠滿足不同用戶的請求.電路中的Ura相是為啟動發電機而設計的,一旦檢測到常用電源有毛病、用戶備用電源為發電機時,則立刻啟動發電機.而發電機從啟動爬升到額定電壓時,有一個過程,當到達額定電壓時,檢測系統從Ura相獲得信號,機械轉換局部則疾速將常用電源斷開而使備用電源合閘,完成從常用電源轉換到發電機供電的過程.
 3、自動轉換開關的機械構造及運動：
自動轉換開關對機械設計局部有如下請求.第一:機械安裝必需平安牢靠,維護容易,盡量做到免維護,且壽命必需契合IEC有關規范,其機械壽命應到達5000次以上,設計時,我們普通按7500次來設計其壽命,請求運動局部特別是接觸局部資料有好的耐磨性,以免由于磨損而影響運動的準確性招致機械運動不到位惹起轉換失敗,設計的根據是依據型式實驗以后檢查資料的磨損水平,定量地停止設計.經過型式實驗5000次機械動作以后,若發現接觸局部有不同水平的磨損,則在選擇資料時,必需選擇易于加工又有好的熱處置性能,相對耐磨的資料.第二:這種開關對機械轉換和互鎖請求較高,這里的所謂互鎖指的是常用電源斷路器合閘后,備用電源斷路器必需是斷開的,反之亦然.第三:無論是常用電源還是備用電源斷路器合閘后,另一只斷路器人為的強行的合閘均遭到機械手的阻撓無法合閘,這樣就保證了整個安裝的平安性.第四:這種開關在工作時請求兩個斷路器當且僅當有一個工作,但在負載電路發作毛病時需求維修又請求可以完整中止供電,即二路電源必需斷開,這就請求機械要設有手動安裝用來將2個電源斷開,且手動安裝不影響電動,故必需設有一離合機構以便手動電動別離.第五:自動轉換開關普通均是放在電氣控制柜中的,其體積請求盡量小,否則將形成電氣控制柜體積的增大.基于以上幾點請求,所設計的雙電源自動轉換開關總裝圖如圖4所示.
當機構正常運轉時其傳動道路:電機齒輪—主軸齒輪—主軸—離合銷—撥叉盤—撥叉—斷路器手柄.當手動操作時按下手動軸使離合銷退出撥叉盤六方孔,而手動軸底部六方孔進入撥叉盤六方孔左右轉入手柄即能夠將二路電源斷開,當完成手動時一松手,彈簧將六方銷自動頂入撥叉盤六方孔中,完成手動電動切換.機械聯鎖以及避免人為強行合閘安裝是由與撥叉盤裝在一塊的止動盤上的凸出半園來完成的.
4　結束語：
隨著機械電子學的開展和機電一體化技術的推行,機械電子工程已成為機械設計、微電子技術、計算機控制及信息技術互相穿插、浸透的學科,從開展趨向來看,必需用系統的觀念走機電分離的道路,才干滿足各種機電系統愈來愈高的性能請求.機電轉換開關是一種機電一體化水平較高的高新技術機電分離產品,是開關家族中的新品.自動開關的開展為產品自動化水平的不時進步提供了條件.理論證明,整個機構設計簡單,動作精確,運用便當,牢靠性好.該產品具有很好的開展前景和理想意義.