Essentiels de câblage du contacteur à courant continu haute tension : exigences de polarité et directives de sécurité

Les contacteurs à courant continu haute tension ont généralement des distinctions de polarité

Cela est particulièrement vrai dans les scénarios d'application avec un courant et une tension élevés.

Pourquoi existent-elles ces distinctions de polarité

Caractéristiques de l'arc

Le courant continu n'a pas de point de passage par zéro, ce qui rend l'extinction de l'arc plus difficile que celle du courant alternatif. La polarité (sens du courant) peut affecter l'étirement et l'effet d'extinction de l'arc.

Conception structurelle interne

Certains contacteurs optimisent les dispositifs d'extinction d'arc (comme les bobines de soufflage magnétique et les aimants permanents) en fonction du sens du courant. Le courant inverse peut entraîner une diminution de la capacité d'extinction de l'arc.

Circuits auxiliaires électroniques

Certains contacteurs intègrent des circuits d'extinction d'arc ou de suppression de surtension électroniques (par exemple, des diodes, des circuits RC). Une polarité incorrecte peut endommager ces composants.

Conséquences de la connexion inverse

• Échec de l'extinction de l'arc : la durée de l'arc s'allonge, ce qui abrase les contacts et réduit la durée de vie.

• Dégénérescence des performances : la résistance de contact augmente, et la production de chaleur s'intensifie.

• Risque de dommage : si des composants électroniques (comme les diodes de suppression) sont inclus, cela peut causer des courts-circuits ou des défaillances.

Précautions pour l'utilisation des relais haute tension

Courant de démarrage

Causes du courant de démarrage

Les relais à courant continu haute tension sont généralement utilisés dans les circuits principaux côté continu des onduleurs (stockage d'énergie), des modules de puissance (bornes de recharge), des unités de contrôle électronique (véhicules électriques) et autres équipements. Le côté continu de tels équipements comporte généralement des condensateurs, qui jouent un rôle de tampon d'énergie et d'équilibrage de puissance, de filtrage des harmoniques et du bruit de haute fréquence, de maintien d'une tension continue stable, de protection des dispositifs de puissance et d'amélioration de la réponse dynamique du système. Cependant, c'est similaire à une charge capacitive, qui peut provoquer une différence de tension excessive à travers le relais à courant continu haute tension et ainsi induire un courant de démarrage.

Conséquences du courant de démarrage

• Le courant de démarrage peut faire coller les contacts du relais à courant continu haute tension. Lorsque la bobine est dé-énergisée, les contacts ne peuvent pas s'ouvrir et se rouvriront automatiquement après un certain temps.

• Le courant de démarrage peut provoquer un collage unilatéral des contacts du relais à courant continu haute tension. Lorsque la bobine est énergisée, le relais ne s'attire pas, mais les contacts auxiliaires restent fermés.

• Le courant de démarrage peut provoquer des contacts inégaux du relais à courant continu haute tension, réduisant la surface de contact effective, augmentant la production de chaleur et créant des risques potentiels de sécurité.

Interruption sous charge

Les contacteurs à courant continu haute tension font face à des défis plus sévères lors de l'interruption sous charge (coupure sous tension) que les contacteurs à courant alternatif. La raison principale est que le courant continu n'a pas de point de passage par zéro naturel, rendant l'extinction de l'arc difficile. Voici les points clés et les contre-mesures :

Difficultés de l'interruption sous charge

• Arc persistant : le courant continu n'a pas de point de passage par zéro, donc l'arc peut persister longtemps, conduisant à l'abrasion des contacts ou même à leur soudure.

• Libération d'énergie élevée : lorsque les charges inductives (comme les moteurs et les transformateurs) sont dé-énergisées, une tension induite élevée est générée, ce qui peut rompre l'isolation ou endommager l'équipement.

• Impact de la polarité : si le contacteur est conçu pour l'extinction d'arc unidirectionnelle, le courant inverse peut aggraver les problèmes d'arc.

Technologie d'extinction d'arc des contacteurs à courant continu haute tension

Solutions pour l'interruption sous charge

Circuit de précharge (commun dans les véhicules électriques)

Avant que les contacts principaux du contacteur ne se ferment, un résistor de précharge est utilisé pour limiter le courant de démarrage et réduire l'énergie pendant la coupure.

Circuits auxiliaires d'extinction d'arc

• Circuit amortisseur RC : connecté en parallèle avec les contacts pour absorber l'énergie inductive.

• Diode de roue libre : fournit une boucle de courant pour les charges inductives (attention à la correspondance de polarité).

• Varisteur à oxyde métallique (MOV) : limite la surtension.

Coupure par étapes

Coupez d'abord les contacts auxiliaires de faible intensité, puis les contacts principaux (par exemple, dans une conception à double contact).

Précautions

• Limitation de courant/tension : assurez-vous que le courant de coupure ne dépasse pas la capacité de coupure nominale du contacteur (par exemple, 1000V/500A) ; sinon, il peut échouer.

• Correspondance de polarité : si le contacteur est conçu pour un sens unique, il doit être énergisé dans le sens nominal ; sinon, la capacité d'extinction d'arc diminuera.

• Types de charge :

• Charges résistives : plus faciles à couper (énergie d'arc faible).

• Charges inductives : nécessitent des circuits de protection supplémentaires (comme des diodes).

• Charges capacitatives : prudence quant au courant de démarrage lors de la fermeture (peut provoquer une adhérence des contacts).