研究机电一体化程度较高的高新技术产品

引　言：
机场、医院、高楼、消防以及重要的军事设备,一旦发作停电事故,将产生严重结果.因而,应装备双电源紧急供电系统,将负载电路从一个电源换至另一个电源.随着自动化技术程度的不时进步,机械系统的控制正派历一场新的反动,以前由机械构件完成的控制功用正经过电信号来驱动执行器完成,从而具有更高的稳定性和牢靠性.机电转换开关具有共同的机电一体化设计,高的性能价钱比,采用场效应晶体管切换开关,完成快速切换.
1、自动转换开关的组成：
机电自动转换开关主要应用于双电源紧急供电系统,将负载从常用电源UN换至备用电源UR.自动转换开关主要由电压传感器、控制局部、传动电机、机械转换及联锁安装、断路器等组成.
自动转换开关普通分为两个级别:PC级和CB级,其中PC级自动转换开关可以接通、承载,但不能分断短路电流;CB级自动转换开关配有过流脱扣器,其主触头可以接通并可切断短路电流.
PC级自动转换开关不能切断短路电流,运用较少.在此,主要引见CB级自动转换开关的组成.这种开关构造简单,性能牢靠.下面引见控制局部和机械局部的设计.
2、自动转换开关的控制原理：
自动转换开关控制原理框图如图3所示,图中Una,Unb, Unc分别表示常用电源的三相, Ura表示备用电源的A相, SPT603为一电压传感器,当输入电压为220V时,其输出电压为2V.LM393为一双限比拟器,经过调整获得比拟器的上限电压和下限电压.假定将上限电压调整为2V对应于传感器输入220V,将下限电压调整至1 .7V对应于传感器输入为190V.74LS11为一三输入与门,74LS00为一与非门,ULN2003为一带有七个达林顿电路的驱动芯片,J1~J7为中间继电器,NE555接成施密特触发器.当常用电源三相无毛病时, SPT603输入在190V~220V之间,其输出电压在1.7V~2V之间,比拟器输出为高电平,第一路经过74LS11相与后使N1导通,为施密特触发器提供电源,此时,施密特触发器Q端输出为高电平,使得N3导通J3吸合,电机逆时针转动,使常用电源合闸.同时,另一路经74LS11出来后经与非门74LS00反相为低电平,使得N2截止,继电器J2坚持.若三相电源任一相呈现毛病(失压、欠压、过压、断相)时,SPT603将信号输出给LM393,此时两个比拟器输出均为低电平,经74LS11相与后,使得N1截止,N2导通,J2吸合,为施密特触发器提供一路电源,经过跳线端子(TX2)使得N4导通,电机顺时针旋转,使常用电源断开,备用电源合闸,从而完成两路电源的切换.该电路设有常用及备用电源工作状况显现、脱扣报警等功用.除此之外,电路还应用跳线端子的灵敏性将电路设置成多种工作状态,包括:自投自复,自投不自复,带启动发电机功用等.这些均能够依据不同的用户请求来设置.这种设计防止了反复消费多套电路板,只用一块电路板就能够满足不同用户的请求.电路中的Ura相是为启动发电机而设计的,一旦检测到常用电源有毛病、用户备用电源为发电机时,则立刻启动发电机.而发电机从启动爬升到额定电压时,有一个过程,当到达额定电压时,检测系统从Ura相获得信号,机械转换局部则疾速将常用电源断开而使备用电源合闸,完成从常用电源转换到发电机供电的过程.
 3、自动转换开关的机械构造及运动：
自动转换开关对机械设计局部有如下请求.第一:机械安装必需平安牢靠,维护容易,尽量做到免维护,且寿命必需契合IEC有关规范,其机械寿命应到达5000次以上,设计时,我们普通按7500次来设计其寿命,请求运动局部特别是接触局部资料有好的耐磨性,以免由于磨损而影响运动的准确性招致机械运动不到位惹起转换失败,设计的根据是依据型式实验以后检查资料的磨损水平,定量地停止设计.经过型式实验5000次机械动作以后,若发现接触局部有不同水平的磨损,则在选择资料时,必需选择易于加工又有好的热处置性能,相对耐磨的资料.第二:这种开关对机械转换和互锁请求较高,这里的所谓互锁指的是常用电源断路器合闸后,备用电源断路器必需是断开的,反之亦然.第三:无论是常用电源还是备用电源断路器合闸后,另一只断路器人为的强行的合闸均遭到机械手的阻挠无法合闸,这样就保证了整个安装的平安性.第四:这种开关在工作时请求两个断路器当且仅当有一个工作,但在负载电路发作毛病时需求维修又请求可以完整中止供电,即二路电源必需断开,这就请求机械要设有手动安装用来将2个电源断开,且手动安装不影响电动,故必需设有一离合机构以便手动电动别离.第五:自动转换开关普通均是放在电气控制柜中的,其体积请求尽量小,否则将形成电气控制柜体积的增大.基于以上几点请求,所设计的双电源自动转换开关总装图如图4所示.
当机构正常运转时其传动道路:电机齿轮—主轴齿轮—主轴—离合销—拨叉盘—拨叉—断路器手柄.当手动操作时按下手动轴使离合销退出拨叉盘六方孔,而手动轴底部六方孔进入拨叉盘六方孔左右转入手柄即能够将二路电源断开,当完成手动时一松手,弹簧将六方销自动顶入拨叉盘六方孔中,完成手动电动切换.机械联锁以及避免人为强行合闸安装是由与拨叉盘装在一块的止动盘上的凸出半园来完成的.
4　结束语：
随着机械电子学的开展和机电一体化技术的推行,机械电子工程已成为机械设计、微电子技术、计算机控制及信息技术互相穿插、浸透的学科,从开展趋向来看,必需用系统的观念走机电分离的道路,才干满足各种机电系统愈来愈高的性能请求.机电转换开关是一种机电一体化水平较高的高新技术机电分离产品,是开关家族中的新品.自动开关的开展为产品自动化水平的不时进步提供了条件.理论证明,整个机构设计简单,动作精确,运用便当,牢靠性好.该产品具有很好的开展前景和理想意义.