Aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės kontaktorių technologijos analizė: kaip epoksidinė kapsulė ir keramikos kapsuliavimas apibrėžia energijos kaupimo sistemų saugos ribas

Energijos kaupimo sistemoms ir toliau tobulėjant link 1500 V ir aukštesnės įtampos platformų bei didesnio galios tankio, aukštos -įtampos nuolatinės srovės kontaktoriai tapo svarbiais elektros valdymo ir apsaugos komponentais, jungiančiais akumuliatorių sistemas ir galios konvertavimo sistemas. Jų trūkio galia, izoliacijos charakteristikos ir patikimumas tiesiogiai lemia sistemos veikimo saugos ribas. Šiuo metu pagrindinės technologijos yra orientuotos į epoksidinę kapsulę ir keramikos kapsuliavimą. Skirtumai slypi ne tik medžiagose ir struktūroje, bet ir, svarbiausia, lanko-gesinimo mechanizme ir saugos pertekliaus projektavimo logikoje.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Techniniu požiūriu pagrindinis aukštos -įtampos nuolatinės srovės kontaktorių iššūkis yra veiksmingas nuolatinės srovės lankų valdymas. Kadangi nuolatinės srovės sistemoms trūksta natūralaus nulio{2}}kirtimo taško, atsiradus lankui, jį reikia priverstinai užgesinti išorinėmis priemonėmis. Todėl apklijavimo struktūros ir vidinės lanko gesinimo sistemos sujungimo konstrukcija tampa itin svarbi nustatant viršutinę gaminio veikimo ribą. Epoksidiniuose -kapsuliuotuose kontaktoriuose paprastai naudojamas „magnetinio išpūtimo lanko gesinimas + aušinimas dujomis“, naudojant magnetinį lauką, kad ištemptų ir nukreiptų lanką į lanko-gesinimo struktūrą, tuo pat metu aušinant ir dejonizuojant naudojama dujinė terpė. Ši struktūra yra brandi,{10}}kontroliuojama ir tinka vidutinės įtampos įrenginiams.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Priešingai, keraminiai{0}}kapsuliuoti kontaktoriai naudoja hermetiškesnę struktūrą, sukuriant didelio-našumo lanko-gesinimo architektūrą, kurios centre yra dujomis-užpildyta lanko{4}}gesinimo kamera. Įvedant labai šilumai laidžią dujų terpę ir naudojant magnetinio išpūtimo sistemą, lankas greitai pailgėja ir po generavimo atšaldomas, todėl pasiekiamas efektyvesnis pertraukimo pajėgumas. Pati keraminė medžiaga pasižymi puikiu atsparumu aukštai-temperatūrai, lanko smūgiams ir mechaniniam stiprumui, todėl gali atlaikyti ekstremalias sąlygas esant didesnei įtampai ir srovei.

 

Tokio tipo konstrukcijoje HVDC kontaktoriaus didelio grynumo keramikos apvalkalas, skirtas relei, tampa pagrindiniu pagalbiniu komponentu, o jo medžiagos stabilumas tiesiogiai veikia visos lanko{0}}gesinimo sistemos patikimumą.

 

Kalbant apie pagrindinius veikimo parametrus, šie du techniniai metodai yra aiškiai suskirstyti. Epoksidiniai-kapsuliuoti gaminiai pirmiausia naudojami 1000 V sistemose, kur pertraukimo pajėgumą riboja lanko-gesinimo kameros struktūra ir dujų izoliavimo sąlygos, todėl indukcinės apkrovos nutraukimo metu reikia labai tiksliai valdyti laiko konstantą. Kita vertus, keraminius{5}}kapsuliuotus gaminius galima stabiliai pritaikyti prie 1500 V ir net aukštesnės įtampos platformų, išlaikant gerą lūžimo nuoseklumą ir konstrukcijos vientisumą net esant aukštai-įtampai ir stipriai{8}}srovei. Ypač trumpojo jungimo{10}}atsparumo požiūriu keraminės konstrukcijos, pasižyminčios puikiu terminiu stabilumu ir mechaniniu stiprumu, gali išlaikyti konstrukcijos saugą esant momentiniam stiprios srovės poveikiui, taigi suteikia kritinį laiko tarpą sistemos apsaugos strategijoms.

 

Žvelgiant iš medžiagų inžinerijos perspektyvos, raktas į keramikos kapsuliavimo technologiją yra gilus aliuminio oksido keramikos sistemų pritaikymas.

 

Metalizuojant aliuminio oksido procesą, ant keramikos paviršiaus gali būti suformuotas stabilus metalizacijos sluoksnis, užtikrinantis patikimą keramikos ir laidininko ryšį. Šio tipo aliuminio oksido metalizuotos keramikos klijavimui technologija ne tik pagerina hermetišką sandarinimą, bet ir padidina bendrą konstrukcijos stabilumą, kai veikia šiluminiai ciklai ir lanko smūgiai. Be to, aliuminio oksido metalizuota keramika, skirta elektroninėms reikmėms, sukurta aukštos-tampos relėms ir kontaktoriams, pasižymi reikšmingais izoliacijos stiprumo, šilumos laidumo ir atsparumo lanko erozijai pranašumais.

 

Praktikoje pramoninėse ir komercinėse energijos kaupimo sistemose ir įkrovimo / keitimo įrenginiuose vis dar daugiausia naudojamos 1000 V platformos. Jų erdvės apribojimai ir jautrumas sąnaudoms lemia, kad epoksidiniai -kapsuliuoti kontaktoriai išlieka labai konkurencingi. Tinklo{{4}su energijos kaupimo, maitinimo dažnio reguliavimo ir didelio-masto centralizuotose energijos kaupimo elektrinėse sistemos įtampa ir toliau kinta link 1500 V ir daugiau, todėl keliami didesni reikalavimai izoliacijos patikimumui ir didžiausiai įrenginių pertraukimo galiai. Atsižvelgiant į tai, keraminiai kapsuliavimo sprendimai palaipsniui tampa pagrindiniu požiūriu. Be to, tokios konstrukcijos kaip EV HVDC relės keraminis korpusas ir EV aliuminio oksido keramikinis korpusas yra plačiai naudojami aukštos -įtampos relių sistemose, siekiant atitikti griežtesnius saugos standartus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be to, žvelgiant iš konstrukcinių komponentų perspektyvos, keraminis korpusas ne tik užtikrina izoliaciją ir sandarumą, bet ir yra esminis lanko{0}}gesinimo sistemos komponentas. Pavyzdžiui, relės aliuminio oksido keramikos komponentai išlaiko konstrukcijos stabilumą aukštos-temperatūros lanko sąlygomis, o aukštos temperatūros metalizuotų keraminių relių korpusai užtikrina labai patikimas elektros jungtis per metalizuotas keramines konstrukcijas. Šios medžiagų sistemos taip pat pasižymi puikiu atsparumu dilimui; Pavyzdžiui, metalizuoto aliuminio oksido keramika, atspari dilimui, skirta EV Relay efektyviai prailgina gaminio tarnavimo laiką aukšto -dažnio veikimo sąlygomis.

 

Naujų energetinių transporto priemonių ir aukštos{0} įtampos relių srityse buvo sistemingai taikomos keraminės pakavimo struktūros. Tokie modeliai kaip EV relės aliuminio oksido keramikinis korpusas, aukštos įtampos nuolatinės srovės keraminis kontaktorius ir aliuminio oksido relės keraminis apvalkalas, skirtas elektriniams automobiliams, demonstruoja pagrindinę keraminių medžiagų vertę aukštos-įtampos nuolatinės srovės valdyme. Ši metalizuota keramika, skirta elektriniams sprendimams, užtikrina ilgalaikį-stabilų veikimą aukštos-įtampos aplinkoje, sinergiškai optimizuojant medžiagas, struktūrą ir procesus.

 

Apskritai, epoksidinė kapsulė ir keraminė kapsulė yra ne tik technologijos pakaitalai, bet ir skirtingi būdai, pritaikyti skirtingiems įtampos lygiams ir taikymo reikalavimams. Epoksidiniai sprendimai palaiko dabartinę pagrindinę rinką su brandžiais procesais ir sąnaudų pranašumais, o keraminiai sprendimai išnaudoja medžiagų ir konstrukcinius pranašumus, kad būtų teikiama pagrindinė techninė pagalba aukštesnės įtampos sistemoms. Energijos kaupimo sistemoms tobulėjant link didesnio energijos tankio ir aukštesnės įtampos platformų, keramikos pakavimo technologija, pagrįsta aliuminio oksido keramikos metalizavimu, vaidins vis svarbesnį vaidmenįaukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės kontaktoriai, tampa pagrindiniu pastatų sistemų saugos ribų pagrindu.