Nyílt Áramú DC Kapcsoló Beszélgetési Alapjai: Poláris Igények és Biztonsági Iránymutatások

A magas feszültségű DC kapcsolók általában polaritási megkülönböztetést tartalmaznak

Ez különösen igaz nagy áramerősség és nagy feszültség mellett alkalmazott esetekben.

Miért létezik a polaritási megkülönböztetés

Ivarkarakterisztikák

A DC áramnak nincs nullátmetszéspontja, ami miatt az ivar kitörlése nehezebb, mint az AC esetén. A polaritás (áramerősség iránya) befolyásolhatja az ivar húzódását és kitörlését.

Belső szerkezeti tervezés

Néhány kapcsoló optimalizálja az ivartörlő eszközöket (pl. mágneses kiáramló tekercsek, állandómágnesek) az áramerősség irányára. A fordított irányú áram csökkentheti az ivartörlő képességet.

Elektronikus segédáramkörök

Bizonyos kapcsolók integrálják az elektronikus ivartörlő vagy szintvillanás-tömörítő áramköröket (pl. diodák, RC áramkörök). A helytelen polaritás sértheti ezeket a komponenseket.

A fordított csatlakoztatás következményei

• Sikertelen ivartörlés: Az ivar időtartama meghosszabbul, ami elviseli a kapcsolópontokat, rövidíti a használati élettartamot.

• Teljesítmény romlása: A kapcsolóellenállás növekszik, a hőtermelés erősödik.

• Károsodási kockázat: Ha elektronikus komponensek (pl. szintvillanás-diodák) vannak benne, akkor rövidzárt vagy hibát okozhat.

Az alapfeszültségű relék használatának elővigyázatosságai

Beáramlási áram

A beáramlási áram oka

A magas feszültségű DC relék általában inverterek (energia tárolás), energia modulok (töltő oszlopok), elektronikus vezérlő egységek (elektromos járművek) és más berendezések DC oldali főáramkörében használatosak. Az ilyen berendezések DC oldalán általában kondenzátorok vannak, amelyek energiatároló és energiaegyensúly-szabályozó, magas frekvenciájú harmonikus jelek és zajszűrő, stabil DC buszfeszültség fenntartásáért, energiaeszközök védelméért, valamint a rendszer dinamikus válaszának javításáért felelnek. Ez azonban hasonló egy kondenzív terheléshez, ami túlzott feszülthelyzetet okozhat a magas feszültségű DC relén, és ezzel indukálhat beáramlási áramot.

A beáramlási áram következményei

• A beáramlási áram lehetséges, hogy ragadósíthatja a magas feszültségű DC relé kapcsolópontjait. Amikor a tekercs nincs energiázva, a kapcsolópontok nem nyílnak meg, és automatikusan újraindulnak egy ideig eltelt idő után.

• A beáramlási áram lehetséges, hogy egyoldalúan ragadósíthatja a magas feszültségű DC relé kapcsolópontjait. Amikor a tekercs energiázva van, a relé nem vonzza be, de a segédkapcsolópontok zárva maradnak.

• A beáramlási áram lehetséges, hogy egyenlőtlen kapcsolópontokat okozhat a magas feszültségű DC relén, ami csökkenti a hatékony kapcsolófelületet, növeli a hőtermelést, és potenciális biztonsági kockázatot jelent.

Terheléses szakítás

A magas feszültségű DC kapcsolók a terheléses szakítás (élő szakítás) során szembesülnek súlyosabb kihívásokkal, mint az AC kapcsolók. Főleg azért, mert a DC áramnak nincs természetes nullátmetszéspontja, ami nehézséget okoz az ivar kitörléséhez. A következők a kulcspontok és ellenvetések:

A terheléses szakítás nehézségei

• Hosszú ideig tartó ivar: A DC áramnak nincs nullátmetszéspontja, így az ivar hosszan tarthat, ami elviseli a kapcsolópontokat, vagy még összekovácsolhatja őket.

• Magas energia kibocsátása: Induktív terhelések (pl. motorok, transzformátorok) energiazáradásakor magas indált feszültség jelenik meg, ami lerombolhatja a izolációt, vagy károsíthatja a berendezéseket.

• Polaritás hatása: Ha a kapcsoló egyirányú ivartörlésre van tervezve, a fordított irányú áram tovább bonyolíthatja az ivarproblémákat.

A magas feszültségű DC kapcsolók ivartörlő technológiája

Megoldások a terheléses szakításhoz

Előtöltő áramkör (gyakori elektromos járműveken)

A kapcsoló főkapcsolópontjainak bezárása előtt előtöltő ellenállást használnak a beáramlási áram korlátozására és a szakításkori energia csökkentésére.

Ivartörlő segédáramkörök

• RC dämpelő áramkör: Párhuzamosan kapcsolódik a kapcsolópontokhoz, hogy az induktív energiát absorbálja.

• Szabadforgalmi dioda: Áramkört biztosít induktív terhelések számára (figyelemre méltó a polaritás egyeztetése).

• Fémoxid variszter: Korlátozza a túlfeszültséget.

Lépésenkénti szakítás

Először szakítsa meg a kis áramerősségű segédkapcsolópontokat, majd a főkapcsolópontokat (pl. kétkapcsoló pontú tervezés esetén).

Elővigyázatosságok

• Áram/feszültség korlátozása: Győződjön meg arról, hogy a szakítási áram nem haladja meg a kapcsoló szakítási kapacitását (pl. 1000V/500A); ellenkező esetben meghibásodhat.

• Polaritás egyeztetése: Ha a kapcsoló egyirányú tervezésű, a nominális irányban kell energiázni; ellenkező esetben az ivartörlő képesség csökken.

• Terheléstípusok:

• Ellenállásos terhelések: Könnyebb szakítani (alacsony ivarenergia).

• Induktív terhelések: További védelemmel (pl. diodákkal) igényelnek.

• Kondenzív terhelések: Vigyázzon a beáramlási áramra a bezárás során (lehetséges, hogy kapcsolópontok ragadósodnak).