Tùy chỉnh Rơ le Năng lượng mới Quang điện & Sạc EV Nhà sản xuất

Tại sao gián đoạn hồ quang DC là thách thức thiết kế cốt lõi trong rơle năng lượng mới

Các kỹ sư của Fanhar Electronics thường xuyên đưa ra câu hỏi này từ các nhà thiết kế bộ biến tần và bộ sạc: tại sao không thể sử dụng rơle AC tiêu chuẩn ở mức điện áp DC tương đương? Câu trả lời nằm ở vật lý hồ quang. Trong mạch điện xoay chiều, dòng điện đi qua điểm 0 hai lần trong mỗi chu kỳ, điều này sẽ dập tắt một cách tự nhiên hồ quang giữa các tiếp điểm trong quá trình chuyển mạch. Mạch DC không có điểm giao nhau bằng 0 như vậy - một khi hồ quang hình thành giữa các tiếp điểm mở, nó sẽ tự duy trì miễn là điện áp trên khe hở vượt quá ngưỡng dập tắt hồ quang.

Rơle năng lượng mới dành cho dịch vụ DC điện áp cao giải quyết vấn đề này thông qua sự kết hợp của các biện pháp thiết kế: khoảng cách liên lạc mở rộng để buộc hồ quang giãn ra và nguội đi, các cuộn dây thổi từ tính làm lệch hồ quang vào máng hồ quang bằng gốm và các vật liệu tiếp xúc được chọn để có độ xói mòn thấp dưới tác dụng hồ quang kéo dài. Nếu không có những tính năng này, rơle chuyển mạch 600–1000 VDC có thể không ngắt trong thời gian cần thiết, dẫn đến hàn tiếp xúc hoặc cacbon hóa bên trong làm ảnh hưởng đến khả năng cách điện.

Sự phân cực của kết nối DC cũng có vấn đề. Nhiều thiết kế rơle kín được đánh giá chỉ dành cho chuyển mạch DC theo hướng phân cực cụ thể so với nam châm thổi hồ quang. Đảo ngược cực tính có thể làm giảm lực dập tắt hồ quang hiệu quả từ 30–50%, rút ​​ngắn đáng kể tuổi thọ tiếp xúc. Luôn xác nhận các yêu cầu về cực tính trong biểu dữ liệu rơle trước khi hoàn thiện bố cục khối thiết bị đầu cuối hoặc PCB.

Chiến lược quản lý nhiệt cho rơle trong vỏ biến tần quang điện kín

Bộ biến tần chuỗi và bộ biến tần vi mô thường được lắp đặt ngoài trời dưới ánh nắng trực tiếp, nơi nhiệt độ bên trong vỏ bọc có thể đạt tới 70°C–85°C ngay cả khi nhiệt độ xung quanh chỉ 40°C. cho Rơle quang điện và Rơle năng lượng mặt trời được gắn bên trong các vỏ này, việc quản lý nhiệt không phải là vấn đề cần cân nhắc thứ yếu — nó ảnh hưởng trực tiếp đến cả công suất tiếp điểm và tuổi thọ của cuộn dây.

Điện trở cuộn dây tăng theo nhiệt độ (khoảng 0,4% mỗi °C đối với cuộn dây đồng ), có nghĩa là rơle được thiết kế để kéo ở mức 80% điện áp danh định ở nhiệt độ phòng có thể không hoạt động đáng tin cậy ở nhiệt độ cao nếu điện áp cuộn dây ở mức thấp nhất trong phạm vi cung cấp. Các kỹ sư nên xác nhận giới hạn điện áp kéo vào trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ hoạt động, không chỉ ở môi trường xung quanh.

Về phía tiếp xúc, các đường cong giảm dòng điện liên tục được công bố trong bảng dữ liệu rơle thường giả định sự đối lưu không khí tự do. Trong các khu vực kín có luồng không khí kém, mức giảm công suất thực tế có thể mạnh hơn 15–25% so với đường cong đã công bố. Khi không gian bảng mạch cho phép, việc chọn rơle cao hơn một cấp dòng điện so với dòng tải tối đa được tính toán sẽ mang lại khoảng trống nhiệt có ý nghĩa mà không ảnh hưởng đáng kể đến chi phí.

Yêu cầu về độ bền cơ học đối với cơ sở hạ tầng sạc xe điện

Các trạm sạc EV thương mại trải qua chu kỳ chuyển đổi vượt xa hầu hết các ứng dụng điều khiển công nghiệp. Trạm sạc nhanh DC bận rộn có thể hoàn thành 40–80 phiên sạc mỗi ngày , mỗi loại yêu cầu nhiều thao tác kết nối và ngắt kết nối rơle để phát hiện phương tiện, trình tự sạc trước và điều khiển công tắc tơ chính. Trong vòng đời sử dụng mười năm, con số này có thể tích lũy tới 150.000–300.000 thao tác cơ học chỉ riêng trên rơle chuyển mạch sơ cấp.

Rơle sạc EV dành cho nhiệm vụ này phải đáp ứng cả mục tiêu về độ bền cơ học (hoạt động không tải) và độ bền điện (hoạt động ở dòng điện và điện áp tải định mức). Hai con số này không tương đương nhau - độ bền điện ở mức tải DC đầy đủ thường bằng 1/10 hoặc ít hơn mức định mức độ bền cơ học. Chỉ xác định độ bền cơ học khi so sánh các tùy chọn rơle là một lỗi mua sắm phổ biến dẫn đến hỏng hóc trường sớm.

Các mạch rơle nạp trước, được sử dụng để hạn chế dòng điện khởi động vào tụ điện trước khi đóng công tắc tơ chính, đáng được quan tâm đặc biệt. Các rơle này chuyển mạch thường xuyên trong điều kiện tải một phần làm tăng tốc độ hư hỏng cụ thể: bề mặt tiếp xúc bị nhám do phóng điện hồ quang năng lượng thấp lặp đi lặp lại. Việc sử dụng loại rơ-le có các tiếp điểm kín và lớp phủ tiếp xúc bằng kim loại quý ở vị trí sạc trước sẽ kéo dài đáng kể khoảng thời gian bảo trì so với các thiết kế khung mở.

Lựa chọn giữa rơle và công tắc tơ DC điện áp cao cho hệ thống năng lượng tái tạo

Ranh giới giữa Rơle DC điện áp cao và DC contactors is frequently misunderstood in new energy system design. Relays and contactors share the same fundamental operating principle — an electromagnetic coil actuates a set of contacts — but they differ in current capacity, form factor, and the control circuit power they require. For Rơle năng lượng tái tạo trong phạm vi 10A–100A, các gói rơle kín mang lại lợi thế đáng kể về không gian và trọng lượng của bo mạch so với các công tắc tơ tương đương, với mức tiêu thụ điện của cuộn dây thường dưới 1W trong cấu hình chốt.

Các tiêu chí lựa chọn thực tế có ba tham số:

• Dòng chuyển mạch định mức: Rơle thường được ưu tiên lên tới 100A; trên mức đó, công tắc tơ sẽ tiết kiệm chi phí hơn trên mỗi ampe công suất.
• Điện áp hoạt động: Rơle kín có bộ phóng điện từ hiện có sẵn với điện áp lên tới 1500 VDC, bao phủ hầu hết các điện áp chuỗi PV dân dụng và thương mại. Các ứng dụng quy mô tiện ích trên 1500 VDC thường yêu cầu các thiết bị loại công tắc tơ.
• Tích hợp mạch điều khiển: Cuộn dây rơle có thể được điều khiển trực tiếp từ đầu ra của bộ vi điều khiển hoặc bộ điều khiển cổng; hầu hết các công tắc tơ đều yêu cầu đường ray cung cấp cuộn dây 24 VDC hoặc AC chuyên dụng, làm tăng thêm độ phức tạp của BOM.

Chúng tôi cung cấp các giải pháp rơle được xác nhận trên các bộ biến tần lưu trữ dân dụng, hộp kết hợp PV thương mại và hệ thống quản lý pin ghép nối DC, hỗ trợ nhóm thiết kế kết nối thiết bị chuyển mạch phù hợp với từng nút trong chuỗi chuyển đổi nguồn.