Các Yêu Cầu Kỹ Thuật Kết Nối Contactor DC Áp Suất Cao: Yêu Cầu về Cực Tính và Hướng Dẫn An Toàn

Các Contactor DC Cao Áp Thường Có Sự Khác Biệt về Cực Tính

Điều này đặc biệt đúng trong các tình huống ứng dụng có dòng điện và điện áp cao.

Tại Sao Có Sự Khác Biệt về Cực Tính

Đặc Tính Của Dòng Điện Arc

Dòng điện DC không có điểm giao nhau bằng không, làm cho việc dập tắt dòng điện arc khó hơn so với dòng AC. Cực tính (hướng dòng điện) có thể ảnh hưởng đến hiệu quả kéo dài và dập tắt của dòng điện arc.

Thiết Kế Kết Cấu Nội Bộ

Một số contactor tối ưu hóa thiết bị dập tắt dòng điện arc (như cuộn dây thổi từ và nam châm vĩnh cửu) cho hướng dòng điện. Dòng điện ngược có thể dẫn đến giảm khả năng dập tắt dòng điện arc.

Mạch Phụ Trợ Điện Tử

Một số contactor tích hợp mạch dập tắt dòng điện arc hoặc mạch hạn chế xung (ví dụ: điôt, mạch RC). Cực tính không chính xác có thể gây hư hỏng các thành phần này.

Hậu Quả của Việc Kết Nối Ngược

• Thất Bại trong Việc Dập Tắt Dòng Arc: Thời gian tồn tại của dòng arc được kéo dài, làm mòn các tiếp điểm và rút ngắn tuổi thọ sử dụng.

• Giảm Hiệu Suất: Độ kháng tiếp xúc tăng lên, và sinh nhiệt gia tăng.

• Nguy Cơ Hư Hỏng: Nếu bao gồm các thành phần điện tử (như điôt hạn chế), có thể gây ra ngắn mạch hoặc hỏng hóc.

Lưu Ý Khi Sử Dụng Rơ-le Cao Áp

Dòng Điện Xung Sốc

Nguyên Nhân Gây Ra Dòng Điện Xung Sốc

Rơ-le DC cao áp thường được sử dụng trong mạch chính phía DC của bộ biến tần (lưu trữ năng lượng), mô-đun nguồn (cọc sạc), đơn vị điều khiển điện tử (ô tô điện) và các thiết bị khác. Phía DC của các thiết bị này thường có tụ điện, đóng vai trò là bộ đệm năng lượng, cân bằng công suất, lọc nhiễu và sóng hài tần số cao, duy trì điện áp bus DC ổn định, bảo vệ các thiết bị nguồn và cải thiện phản hồi động của hệ thống. Tuy nhiên, điều này tương tự như một tải dung, có thể gây ra sự chênh lệch điện áp quá mức qua rơ-le DC cao áp và do đó gây ra dòng điện xung sốc.

Hậu Quả của Dòng Điện Xung Sốc

• Dòng điện xung sốc có thể khiến các tiếp điểm của rơ-le DC cao áp bị dính. Khi cuộn dây mất điện, các tiếp điểm không thể mở và sẽ tự động bật mở sau một khoảng thời gian.

• Dòng điện xung sốc có thể khiến các tiếp điểm của rơ-le DC cao áp bị dính một bên. Khi cuộn dây được cấp điện, rơ-le không hoạt động, nhưng các tiếp điểm phụ vẫn đóng.

• Dòng điện xung sốc có thể khiến các tiếp điểm của rơ-le DC cao áp không đồng đều, giảm diện tích tiếp xúc hiệu quả, tăng sinh nhiệt và tạo ra nguy cơ an toàn tiềm ẩn.

Ngắt Đứt Dưới Tải

Contactor DC cao áp phải đối mặt với nhiều thách thức nghiêm trọng hơn so với contactor AC khi ngắt đứt dưới tải (ngắt khi đang có tải). Nguyên nhân chính là dòng điện DC không có điểm giao nhau bằng không tự nhiên, làm cho việc dập tắt dòng arc trở nên khó khăn. Dưới đây là các điểm chính và biện pháp khắc phục:

Khó Khăn trong Việc Ngắt Đứt Dưới Tải

• Dòng Arc Giữ Lâu: Dòng điện DC không có điểm giao nhau bằng không, vì vậy dòng arc có thể kéo dài, dẫn đến mòn tiếp điểm hoặc thậm chí hàn.

• Phát Thải Năng Lượng Cao: Khi các tải cảm (như động cơ và biến áp) bị mất điện, điện áp cảm ứng cao được tạo ra, có thể phá hủy cách điện hoặc gây hư hỏng thiết bị.

• Ảnh Hưởng của Cực Tính: Nếu contactor được thiết kế để dập tắt dòng arc một chiều, dòng điện ngược có thể làm nặng thêm vấn đề dòng arc.

Công nghệ Dập Tắt Dòng Arc của Contactor DC Cao Áp

Giải Pháp cho Việc Ngắt Đứt Dưới Tải

Mạch Nạp Trước (Thường Gặp ở Ô tô Điện)

Trước khi các tiếp điểm chính của contactor đóng, một điện trở nạp trước được sử dụng để giới hạn dòng điện xung sốc và giảm năng lượng trong quá trình ngắt.

Mạch Phụ Trợ Dập Tắt Dòng Arc

• Mạch Snubber RC: Kết nối song song với các tiếp điểm để hấp thụ năng lượng cảm ứng.

• Diode Freewheeling: Cung cấp một vòng lặp dòng điện cho các tải cảm (lưu ý khớp cực).

• Biến Chống Quá Áp Oxit Kim Loại (MOV): Giới hạn điện áp quá mức.

Ngắt Bước Bước

Đầu tiên ngắt các tiếp điểm phụ nhỏ dòng, sau đó ngắt các tiếp điểm chính (như trong thiết kế hai tiếp điểm).

Lưu Ý

• Giới Hạn Dòng Điện/Cường Độ: Đảm bảo dòng điện ngắt không vượt quá khả năng ngắt định mức của contactor (ví dụ: 1000V/500A); nếu không, nó có thể hỏng.

• Khớp Cực: Nếu contactor được thiết kế theo một chiều, nó phải được cấp điện theo hướng danh nghĩa; nếu không, khả năng dập tắt dòng arc sẽ giảm.

• Loại Tải:

• Tải Dung: Dễ ngắt hơn (năng lượng dòng arc thấp).

• Tải Cảm: Cần các mạch bảo vệ bổ sung (như điôt).

• Tải Dung: Cẩn thận với dòng điện xung sốc khi đóng (có thể gây dính tiếp điểm).