Aukštos{0}}įtampos relės pasirinkimas ir taikymo analizė

Kadangi naujų energijos transporto priemonių pramonė ir toliau vystosi link aukštesnės įtampos ir didesnės galios, aukštos{0}}įtampos nuolatinės srovės relės tapo vienu iš pagrindinių elektromobilių aukštos{1} įtampos sistemų valdymo komponentų. Tinkamai parinktos aukštos-įtampos relės turi tiesioginės įtakos saugumui, patikimumui ir ilgalaikiam{4}}stabiliam visos transporto priemonės aukštos{5} įtampos sistemos veikimui. Ypač svarbiose grandinėse, tokiose kaip maitinimo akumuliatorius, variklio valdiklis ir įkrovimo / iškrovimo sistema, aukštos-įtampos relės atlieka svarbias įjungimo / išjungimo valdymo, sistemos apsaugos ir gedimų izoliavimo pareigas; jų veikimo ribos tapo reikšmingu transporto priemonės aukštos{8} įtampos architektūros dizaino apribojimu.

 

Įprastoje elektromobilio aukštos -įtampos sistemoje paprastai reikalingos 5–8 aukštos- įtampos nuolatinės srovės relės, kurios atlieka įvairias funkcines funkcijas, pvz., pagrindinės relės, išankstinio įkrovimo relės, avarinio įkrovimo relės, įprastos įkrovimo relės ir aukštos{5}}įtampos sistemos pagalbinės relės. Skirtingų relių veikimo dažnis, elektrinis įtempis ir saugos lygis sistemoje labai skiriasi, o tai lemia skirtingus jų pasirinkimo ir konstrukcijos projektavimo akcentus. Relės vidiniai elektros kontaktai, elektriniai kontaktai ir didelės srovės{8}}kontaktai yra pagrindinis pagrindas nustatant viršutinę jos veikimo ribą.

 

 

Relė yra automatinis valdymo elementas, kuris jungia, atjungia arba perjungia grandines pagal įvesties signalų pokyčius. Jis plačiai naudojamas automatinio valdymo, nuotolinio valdymo ir signalo izoliavimo sistemose. Pagrindinė jo charakteristika yra didelės-srovės, didelės-galios grandinių valdymas su maža srove arba maža galia, užtikrinant efektyvią valdymo ir apkrovos izoliaciją.

 

Naujų energijos transporto priemonių aukštos{0} įtampos sistemose pagrindinė relių užduotis yra saugiai prijungti arba atjungti aukštos{1} įtampos maitinimą, kad būtų išvengta negrįžtamo pagrindinių komponentų, pvz., akumuliatoriaus ir variklio valdiklio, pažeidimo esant neįprastoms sąlygoms. Relės viduje esantys variniai kontaktai ir tauriųjų metalų kontaktinės medžiagos patiria elektros įtampą dėl dažno perjungimo, o tai sudaro esminį fizinį pagrindą saugiam aukštos įtampos sistemos veikimui.

 

 

Elektrinių transporto priemonių šalto užvedimo proceso metu variklio valdiklyje paprastai yra didelis nuolatinės srovės magistralės kondensatorius. Jei pagrindinė relė užsidaro tiesiogiai be išankstinio-įkrovimo, aukštos-įtampos akumuliatorius akimirksniu išsikraus į tuščią kondensatorių, sukurdamas didžiulę įjungimo srovę, dėl kurios gali lengvai nutrūkti kontaktai, sukibti ar net sugesti.

 

Todėl aukštos -įtampos sistemose paprastai naudojama išankstinio-įkrovimo schema: išankstinio-įkrovimo relė ir srovę{3}}ribojantis rezistorius sudaro minkštą-paleidimo grandinę, leidžiančią palaipsniui didėti kondensatoriaus įtampai. Kai magistralės įtampa artėja prie tam tikros akumuliatoriaus įtampos dalies, pagrindinė relė užsidaro ir prisijungia prie pagrindinės grandinės, todėl uždarymo momentu žymiai sumažėja įsijungimo srovė. Šis procesas kelia didesnius reikalavimus relės vidinių kontaktorių kontaktų ir sidabrinių elektrinių kontaktų atsparumui viršįtampiams.

 

 

Funkciniu ir{0}}atlaikomosios galios požiūriu automobilių reles galima suskirstyti į signalines ir galios reles, o beveik visos naujos energijos transporto priemonės naudoja galios reles. Struktūriniu įgyvendinimo požiūriu jas galima suskirstyti į elektromagnetines reles ir kietojo kūno{2}reles; Darbinės įtampos požiūriu jas galima suskirstyti į žemos-tampos ir aukštos{4}įtampos reles.

 

Aukštos{0}}nuolatinės srovės sistemose elektromagnetinės aukštos-įtampos relės išlieka pagrindiniu sprendimu dėl savo didelio brandumo, stiprios pertraukimo galios ir gebėjimo atitikti saugos reikalavimus sudėtingomis eksploatavimo sąlygomis. Vidinės relės konstrukcijos, pvz., sidabriniai kontaktai, sidabriniai kontaktai pertraukikliuose ir bimetaliniai kontaktiniai -pertraukikliai, yra svarbūs jų pritaikymo aukštos- įtampos nuolatinės srovės aplinkoje dizaino pagrindai.

 

 

Elektromagnetinės aukštos{0} įtampos relės daugiausia susideda iš ritės, geležinės šerdies, armatūros mechanizmo, kontaktų sistemos ir grąžinimo spyruoklės. Kai ritė yra įjungta, ji sukuria magnetinį lauką, pritraukdama armatūrą ir priversdama judantį kontaktą užsidaryti su nejudančiu kontaktu, taip užbaigiant grandinės sujungimą. Kai ritė išjungiama-, magnetinis laukas išnyksta, o armatūra, veikiant spyruoklei, atsistato iš naujo, nutraukdama grandinę.

 

Atsižvelgiant į pradinę išjungtų{0}}kontaktų būseną, relės gali būti skirstomos į įprastai atvirus ir normaliai uždarus kontaktus.

 

Aukštos -įtampos relės paprastai turi normaliai atvirą struktūrą, kad užtikrintų, jog aukštos-įtampos grandinė būtų automatiškai atjungta dingus maitinimui arba gedus, taip pagerinant sistemos vidinės saugos lygį. Kontaktinės medžiagos dažniausiai yra pagamintos iš kilnių medžiagų, kad būtų subalansuotas laidumas, atsparumas dilimui ir lanko atsparumas.

 

 

Palyginti su įprastomis relėmis, didžiausias struktūrinis aukštos{0} įtampos nuolatinės srovės relių skirtumas yra jų sandarinimas ir lanko{1}}gesinimo konstrukcija. Aukštos -įtampos kontaktai paprastai yra sandarioje ertmėje, izoliuotoje nuo išorinio oro, taip žymiai pagerinant atsparumą įtampai ir slopinant lanko plitimą.

 

Perjungiant kontaktus, aukštos įtampos relės paprastai vengia atsijungimo esant apkrovai ir sumažina lanko energiją taikant sistemos{1}}lygio valdymo strategijas. Viduje plačiai naudojami sidabriniai grandinės pertraukiklių kontaktai, magnetinio išpūtimo lanko-gesinimo struktūra ir didelio-stiprumo izoliacinės medžiagos, kad padidėtų bendras pertraukimo patikimumas.

 

 

Naujos energijos transporto priemonės kelia daug didesnius reikalavimus aukštos -tampos nuolatinės srovės relėms nei tradicinės transporto priemonės, visų pirma dėl aukštos įtampos, didelės srovės atsparumo, atsparumo smūgiams, stipraus lanko gesinimo ir patikimo pertraukimo.

 

Kalbant apie atsparumą aukštai įtampai, relė turi atlaikyti šimtus voltų nuolatinės srovės įtampą ilgą laiką ir patikimai užsidaryti bei atsidaryti esant apkrovai. Kalbant apie apkrovą, pavaros sistemų vardinė srovė paprastai viršija 200 A, o didžiausios srovės viršija 300 A. Relė turi turėti pakankamai srovės{4}}nešimo ir šilumos išsklaidymo ribotame tūryje.

 

Atsparumas smūgiams yra vienas iš pagrindinių aukštos -tampos relių saugos rodiklių. Talpinė viršįtampio srovė uždarymo momentu dažnai kelis ar net keliasdešimt kartų viršija vardinę srovę. Jei kontakto atsparumas smūgiams yra nepakankamas, gali lengvai sutrikti sukibimas, o tai kelia rimtą pavojų saugai. Todėl relės dažnai naudoja sidabrinius elektrinius kontaktus, magnetines prapūtimo konstrukcijas ir didelio stabilumo lydinio sistemas, kad padidintų atsparumą smūgiams.

 

Kalbant apie lanko gesinimo ir laužymo efektyvumą, elektros lankai nėra lengvai užgesinami natūraliai aukštos-įtampos nuolatinės srovės aplinkoje. Relės turi greitai susilpninti lanko energiją per konstrukcijos ir medžiagų dizainą, kad būtų išvengta kontakto perdegimo. Kai kurios didelio našumo -relės taip pat turi besisukančius elektrinius kontaktus arba kelių-kontaktų lygiagrečias struktūras, kad pailgėtų jų tarnavimo laikas.

 

 

Aukštos{0}}įtampos relės pasirinkimas yra sistemingas projektas, kuriam reikia laipsniško konvergencijos, atsižvelgiant į bendrą transporto priemonės elektros architektūrą. Pradiniame projektavimo etape turi būti aiškiai apibrėžtos valdymo grandinės įtampos ir srovės galimybės, taip pat valdomos grandinės vardinės įtampos, srovės ir kontaktų tipo reikalavimai. Remiantis tuo, pagal įtampą ir srovę parenkamas preliminarus gaminių asortimentas, o galutinis sprendimas nustatomas atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip lanko gesinimo būdai, ertmės struktūra ir gnybtų tipai.

 

Konkrečių parametrų lygiu reikia įvertinti šešis pagrindinius kontaktų indikatorius: elektros eksploatavimo laiką, vardinę srovę, trumpalaikę{0}}srovę-, maksimalią pertraukimo srovę, perkrovos pertraukimo gebą ir atvirkštinę pertraukimo galią. Šie rodikliai tiesiogiai lemia relės patikimumą per visą transporto priemonės gyvavimo ciklą.

 

Elektrinės eksploatacijos trukmės įvertinimas turėtų būti derinamas su transporto priemonės išankstinio -įkrovimo strategija ir naudojimo scenarijais, siekiant užtikrinti, kad kontakto veikimas nepriimtinai nepablogėtų, kai pakartotinai uždaroma apkrova{1}}. Nominali srovė turi atitikti ilgalaikes -stabilias transporto priemonės eksploatavimo sąlygas, o trumpalaikė- srovė turi atitikti didelius-apkrovos pereinamuosius reikalavimus, susijusius su pagreičiu, kopimu į kalną ir kitomis sąlygomis.

 

Didžiausia pertraukimo srovė ir perkrovos pertraukimo geba yra svarbūs relių saugos rodikliai, tiesiogiai susiję su sistemos apsauga ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, trumpojo jungimo ar susidūrimo metu. Poliarizuotų konstrukcijų relių atveju taip pat reikia įvertinti jų atvirkštinį pertraukimo pajėgumą, subalansuojant sąnaudas ir saugos dubliavimą.

 

 

Aukštos-įtampos sistemoms naujose energetinėse transporto priemonėse ir toliau tobulėjant siekiant didesnės galios ir didesnio energijos tankio, aukštos-įtampos nuolatinės srovės relių techninė riba ir sistemos vertė nuolat didėja. Jų vidiniai pagrindiniai komponentai, pvzIndividualūs elektros kontaktai, tikslūs šalto formavimo kontaktai ir trimetaliniai relės kontaktai tapo esminiais pagrindais nustatant bendrą transporto priemonės aukštos{0}}įtampos saugos efektyvumą.

 

Ateityje spartėjant plataus masto-elektrinių transporto priemonių ir energijos kaupimo sistemų taikymui, aukštos-įtampos relės toliau tobulės patikimumo, eksploatavimo trukmės ir saugos dubliavimo požiūriu. Jų pasirinkimas ir pritaikymo dizainas taps svarbiu bendros transporto priemonės aukštos{3} įtampos architektūros aspektu, kurio negalima ignoruoti.