Prilagođeno Fotonaponski i releji za punjenje električnih vozila (nova energija) Proizvođači

Zašto je prekid istosmjernog luka glavni izazov dizajna u novim energetskim relejima

Inženjeri tvrtke Fanhar Electronics redovito postavljaju ovo pitanje dizajnerima pretvarača i punjača: zašto se stiardni izmjenični relej jednostavno ne može koristiti na ekvivalentnom nazivnom istosmjernom naponu? Odgovor leži u fizici luka. U AC krugovima, struja prolazi kroz nulu dva puta po ciklusu, što prirodno gasi luk između kontakata tijekom prebacivanja. Istosmjerni krugovi nemaju takav prijelaz nule — jednom kada se luk formira između otvarajućih kontakata, on se održava sve dok napon preko razmaka premašuje prag gašenja luka.

Novi energetski releji namijenjen za visokonaponsku istosmjernu uslugu to rješava kombinacijom projektnih mjera: prošireni kontaktni razmaci za prisiljavanje luka na rastezanje i hlađenje, magnetske zavojnice za izduvavanje koje skreću luk u keramičke lukne otvore i kontaktne materijale odabrane za nisku eroziju pod dugotrajnim električnim lukom. Bez ovih značajki, relej koji uključuje 600–1000 VDC ne može se prekinuti unutar potrebnog vremena, što dovodi do kontaktnog zavarivanja ili unutarnje karbonizacije koja ugrožava izolaciju.

Polaritet istosmjerne veze također je važan. Mnogi dizajni zatvorenih releja ocijenjeni su za DC prebacivanje samo u određenoj orijentaciji polariteta u odnosu na magnet za izbijanje luka. Okretanje polariteta može smanjiti efektivnu silu gašenja luka za 30-50%, dramatično skraćujući životni vijek kontakta. Uvijek potvrdite zahtjeve za polaritet u podatkovnoj tablici releja prije dovršetka izgleda PCB-a ili terminalnog bloka.

Strategije upravljanja toplinom za releje u zatvorenim kućištima fotonaponskih pretvarača

String inverteri i mikroinverteri se rutinski postavljaju vani na izravnoj sunčevoj svjetlosti, gdje unutarnje temperature kućišta mogu doseći 70°C–85°C čak i kada je okolina samo 40°C. Za Fotonaponski releji and Releji solarne energije montiran unutar ovih kućišta, upravljanje toplinom nije sporedno razmatranje — ono izravno utječe i na kapacitet kontakta i na dugovječnost zavojnice.

Otpor zavojnice raste s temperaturom (otprilike 0,4% po °C za bakrene namotaje ), što znači da relej dizajniran za povlačenje na 80% nominalnog napona na sobnoj temperaturi možda neće uspjeti pouzdano aktivirati na povišenim temperaturama ako je napon svitka na donjem kraju raspona napajanja. Inženjeri bi trebali potvrditi granicu napona uvlačenja u cijelom rasponu radne temperature, a ne samo na sobnoj.

Na strani kontakta, kontinuirane krivulje smanjenja struje objavljene u podatkovnim tablicama releja obično pretpostavljaju konvekciju slobodnog zraka. U zatvorenim kućištima sa slabim protokom zraka, stvarno smanjenje snage može biti 15-25% agresivnije od objavljene krivulje. Gdje to prostor na ploči dopušta, odabir releja za jednu klasu struje više od izračunate maksimalne struje opterećenja osigurava značajan toplinski prostor bez značajnog utjecaja na troškove.

Zahtjevi mehaničke izdržljivosti za infrastrukturu za punjenje električnih vozila

Komercijalne EV punionice imaju cikluse prebacivanja koji daleko premašuju one kod većine industrijskih kontrolnih aplikacija. Zauzeta DC stanica za brzo punjenje može završiti 40–80 sesija punjenja dnevno , od kojih svaki zahtijeva operacije spajanja i odspajanja višestrukih releja za otkrivanje vozila, redoslijed prethodnog punjenja i kontrolu glavnog kontaktora. Tijekom desetogodišnjeg radnog vijeka, to se može akumulirati na 150 000–300 000 mehaničkih operacija samo na primarnim sklopnim relejima.

Releji za punjenje EV namijenjen za ovu dužnost mora zadovoljiti i ciljeve mehaničke izdržljivosti (radovi bez opterećenja) i električne izdržljivosti (radovi pri nazivnoj struji opterećenja i naponu). Ove dvije brojke nisu ekvivalentne — električna izdržljivost pri punom istosmjernom opterećenju obično je jedna desetina ili manje od ocjene mehaničke izdržljivosti. Navođenje samo mehaničke izdržljivosti pri usporedbi opcija releja uobičajena je pogreška pri nabavi koja dovodi do preuranjenih kvarova na terenu.

Posebnu pozornost zaslužuju krugovi releja za prethodno punjenje, koji se koriste za ograničavanje udarne struje u kondenzatore sabirnice prije zatvaranja glavnog kontaktora. Ovi se releji često prebacuju pod uvjetima djelomičnog opterećenja koji ubrzavaju određeni način kvara: hrapavost kontaktne površine od ponavljanog niskoenergetskog luka. Korištenje tipa releja sa zabrtvljenim kontaktima i slojem kontakta od plemenitog metala u položaju prednaboja značajno produljuje intervale održavanja u usporedbi s otvorenim dizajnom.

Odabir između visokonaponskih istosmjernih releja i kontaktora za sustave obnovljive energije

Granica između Visokonaponski istosmjerni releji i DC kontaktori često se krivo shvaćaju u dizajnu novih energetskih sustava. Releji i kontaktori dijele isti temeljni princip rada — elektromagnetska zavojnica pokreće skup kontakata — ali se razlikuju po trenutnom kapacitetu, faktoru oblika i snazi ​​upravljačkog kruga koju zahtijevaju. Za Releji za obnovljivu energiju u rasponu od 10A–100A, paketi zatvorenih releja nude značajne prednosti u prostoru na ploči i težini u odnosu na ekvivalentne kontaktore, s potrošnjom energije zavojnice često ispod 1W u konfiguracijama zasuna.

Praktični kriteriji odabira svode se na tri parametra:

• Nazivna sklopna struja: Općenito se preferiraju releji do 100 A; iznad toga, kontaktori su isplativiji po amperu kapaciteta.
• Radni napon: Zatvoreni releji s magnetskim ispuhom sada su dostupni za do 1500 VDC, pokrivajući većinu stambenih i komercijalnih napona PV nizova. Uslužne aplikacije iznad 1500 VDC obično zahtijevaju uređaje klase kontaktora.
• Integracija upravljačkog kruga: Zavojnice releja mogu se pokretati izravno iz izlaza mikrokontrolera ili drajvera; većina kontaktora zahtijeva namjensku 24 VDC ili AC šinu za napajanje zavojnice, što dodatno usložnjava BOM.

Isporučujemo relejna rješenja potvrđena za kućne pretvarače za pohranu podataka, komercijalne PV kombinirane kutije i sustave za upravljanje baterijama povezanim s istosmjernom strujom, podržavajući dizajnerske timove u usklađivanju pravog sklopnog uređaja sa svakim čvorom u lancu pretvorbe energije.