Vienas valdo kontroliuojamą perjungimą; kitas suteikia pasyvią apsaugą – kaip jie derinasi?
Pagrindinėje nuolatinės srovės įkrovimo stoties maitinimo grandinėje nuolatinės srovės kontaktorius ir saugiklis sudaro svarbiausią dviejų sluoksnių apsaugos barjerą. Vienas atlieka valdomo perjungimo funkciją; kita tarnauja kaip paskutinė pasyvioji gynybos linija. Jų vaidmenys yra aiškiai apibrėžti, tačiau jie turi veikti tiksliai koordinuodami.
Daugelis inžinierių paprastai pasirenka šiuos du įrenginius atskirai kurdami sistemą. Tačiau praktinė inžinerinė patirtis rodo, kad netinkamas koordinavimas gali sukelti pasekmių nuo apsaugos gedimo iki įrangos perdegimo ar net saugos incidentų. Šiame straipsnyje sistemingai analizuojami nuolatinės srovės kontaktorių ir saugiklių derinimo ir derinimo principai įkrovimo stotyse techninių principų ir inžinerinės praktikos požiūriu.
Nuolatinės srovės kontaktorius yra elektromechaninis perjungimo įtaisas, jungiantis ir atjungiantis didelės galios nuolatinės srovės grandines pagal valdymo sistemos komandas. Pagrindinės jo funkcijos įkrovimo stotyje yra šios:
• Įkrovimo paleidimo / sustabdymo valdymas: Uždaromas, kad būtų nustatytas įkrovimo kelias, kai BMS arba įkrovimo valdiklis duoda komandą, ir atidaromas, kad būtų atjungtas baigus.
•Avarinė izoliacija: Vykdo valdomą maitinimo atjungimą gavusi komandas, kai sistema aptinka neįprastas sąlygas, tokias kaip per didelė temperatūra, per didelė įtampa arba izoliacijos gedimai.
•Išankstinio apmokestinimo valdymas: Veikia su išankstinio įkrovimo rezistoriumi, kad apribotų įsijungimo srovę prieš įjungiant pagrindinę grandinę ir apsaugotų magistralės kondensatorius.
Saugiklis yra vienkartinis apsauginis elementas, kuris patikimai nutraukia gedimų sroves, kol jos nesukels negrįžtamos žalos. Esminiai skirtumai tarp puslaidininkinių greito veikimo saugiklių, naudojamų nuolatinės srovės įkrovimo stotyse, ir įprastų pramoninių saugiklių:
•Mikrosekundės lygio atsakas: Daug greičiau nei dešimtys milisekundžių, reikalingų kontaktoriaus mechaniniam įjungimui.
•Srovę ribojanti charakteristika: Apriboja gedimo srovės energiją tiek, kiek neviršija tolesnių maitinimo įrenginių (IGBT/SiC) atsparumo riboms.
•Nuolatinės srovės lanko gesinimo galimybė: Patikimas pertraukimas 500 V–1500 V nuolatinės srovės sistemose be pakartotinio užsidegimo rizikos.
•Padėties santrauka: Kontaktorius yra valdomi "saugos vartai"; saugiklis yra nepakeičiama „paskutinė gynybos linija“.
Įkrovimo stotelės apsaugos konstrukcija toli gražu nėra paprastas dviejų įrenginių montavimas tame pačiame korpuse. Jų koordinavimo ryšys sudaro pagrindinę daugiasluoksnės apsaugos architektūros techninę logiką.
Tinklo įvestis → AC/DC modulis → DC magistralė → saugiklis → pagrindinis kontaktorius → išankstinio įkrovimo kontaktorius + rezistorius → transporto priemonės sąsaja
|
Apsaugos lygis |
Vykdomasis įrenginys |
Vaidmens apibrėžimas |
Reagavimo laiko skalė |
|
Trumpojo jungimo srovės pertraukimas |
Puslaidininkio apsaugos saugiklis (aR) |
Mikrosekundės lygio trikčių srovės pašalinimas, siekiant apsaugoti IGBT/SiC modulius |
Mikrosekundės |
|
Įprastas / avarinis perjungimas |
Pagrindinis nuolatinės srovės kontaktorius |
Įprastas paleidimo/išjungimo valdymas, valdomas avarinis išjungimas |
Dešimtys milisekundžių |
|
Įsiveržimo slopinimas |
Išankstinis įkrovimas kontaktorius + rezistorius |
Pirmojo įjungimo smūgio srovės ribojimas |
Nuoseklus laiko valdymas |
|
Atsarginė perteklinė apsauga |
Saugiklis |
Galutinis pertraukimas reiškia, kai kontaktorius sugenda arba atsisako veikti |
Mikrosekundės |
|
Dizaino defektas |
Inžinerinė pasekmė |
|
Saugiklio pralaidumas I²t > Kontaktoriaus trumpojo jungimo atsparumas |
Gedimo srovė sukelia kontaktoriaus kontaktinį suvirinimą, todėl jo negalima nutraukti |
|
Saugiklio atsakas lėtesnis nei kontaktoriaus pertraukimo veiksmas |
Esant apkrovai kontaktorius nutraukia gedimo srovę, sukeldamas didelę kontakto eroziją |
|
Nepakankama kontaktoriaus nuolatinės srovės pertraukimo galimybė |
Nuolatinės srovės lanko negalima užgesinti, todėl įranga perdegs |
Pagrindinis dizaino kriterijus: Saugiklio pralaidumo I²t vertė turi būti griežtai mažesnė už apsaugoto kontaktoriaus trumpojo jungimo atsparumo I²t vertę.
Kadangi nuolatinė srovė neturi natūralaus nulio kirtimo taško, lanko užgesimas yra daug sunkesnis nei kintamosios srovės sistemose. Todėl nuolatinės srovės įrenginių pasirinkimo logika iš esmės skiriasi nuo kintamosios srovės įrenginių.
Atrankos principas: Saugiklio ir kontaktoriaus vardinė įtampa turi būti ≥ didžiausia sistemos nuolatinės srovės magistralės įtampa.
•800 V įkrovimo platforma → Rekomenduojama 1000 V DC arba aukštesnė įtampa
•1500V energijos kaupimo sistema → Turite pasirinkti 1500V DC ar aukštesnę įtampą
Inžinerinis įspėjimas: Griežtai uždrausti kintamosios srovės vardinius gaminius pakeisti specialiais nuolatinės srovės įrenginiais. Jei gedimo nutraukimo metu lanko nepavyks veiksmingai užgesinti, gali atsirasti katastrofiškų pasekmių.
DC kontaktorius:
•Nuolatinė srovė turi viršyti maksimalią įkrovimo stoties išėjimo srovę.
•Inžinerinės patirties koeficientas: rekomenduojamas pasirinkimas maždaug 1,2 ×.
DC saugiklis:
•Pasirinkimas neturi būti pagrįstas tik vardine srove; I²t ir trūkimo geba turi būti visapusiškai įvertinta.
•Saugiklio lydymasis I²t turi būti mažesnis už apsaugoto puslaidininkinio modulio (IGBT/SiC) atsparumą I²t.
•Inžinerinės patirties koeficientas: rekomenduojamas pasirinkimas maždaug 1,5 ×.
YRSA serija iš Zhejiang Galaxy Fuse apima vardinę įtampą nuo 690 V iki 1500 V ir vardinę srovę nuo 10 A iki 3 000 A, su pasidabruotu gryno vario arba gryno sidabro kintamo skerspjūvio saugiklio elementais, patalpintais didelio stiprumo aliuminio oksido keraminiuose vamzdeliuose su aukšto kvarco kvarcinio purumo lanku.
I²t (amper-kvadratinės sekundės) yra svarbiausias kiekybinis saugiklio ir kontaktoriaus derinimo rodiklis.
|
Apribojimų sąlyga |
Techninis reikalavimas |
|
Saugiklio pralaidumas I²t |
< Kontaktoriaus trumpojo jungimo atsparumas I²t |
|
Saugiklis I²t |
< IGBT/SiC modulis atlaiko I²t |
|
Saugiklio visiškas išvalymas I²t |
> Pasroviui skirtas apsauginis įtaisas išankstinis lankas I²t (siekiant užtikrinti atrankinį koordinavimą) |
„Galaxy Fuse“ greitai veikiančių saugiklių serija pasižymi mažomis I²t vertėmis, stipria srovės ribojimo galia ir dideliu pertraukimo pajėgumu, todėl jie tinka puslaidininkinių įtaisų ir visos įrangos apsaugai nuo trumpojo jungimo.
Kelių lygių apsaugos architektūroje pirmiausia turi veikti arčiausiai gedimo vietos esantis apsauginis įtaisas.
|
Gedimo vieta |
Apsaugos veiksmų seka |
|
Išėjimo galo trumpasis jungimas |
Pirmiausia suveikia saugiklis (mikrosekundės lygis) → Kontaktorius lieka uždarytas |
|
Kontroliuojama perkrova |
Pirmiausia suveikia kontaktorius (BMS komanda) → Saugiklis lieka nepažeistas |
|
Kontaktoriaus gedimas |
Saugiklis veikia kaip atsarginė apsauga ir galiausiai nutraukia gedimo grandinę |
Įkrovimo stotys yra naudojamos įvairiose aplinkose, o inžineriniai reikalavimai apima nuo -40 °C žemos temperatūros iki +85 °C aukštos temperatūros. Tiek saugiklių, tiek kontaktorių talpa turi būti sumažinta pagal faktinę aplinkos temperatūrą.
|
Aplinkos būklė |
Inžinerinė rekomendacija |
|
Veikimas aukštesnėje nei 40°C temperatūroje |
Saugiklio vardinė vertė turi būti pakoreguota pagal gamintojo nuvertinimo kreivę |
|
Aukštos temperatūros uždara aplinka |
Kontaktoriaus ritės temperatūros padidėjimas reikalauja specialaus patikrinimo |
Įkurta 1980 m.Zhejiang Galaxy Fuse Co., Ltd. yra profesionali saugiklių įmonė, integruojanti mokslinius tyrimus ir plėtrą, bandymus, gamybą, pardavimą ir importą / eksportą. Kaip pagrindinė įmonė, pavaldi buvusiai Mašinų gamybos ministerijai ir pirmaujanti saugiklių gamintoja Kinijoje, pagrindiniai įmonės produktai yra nuolatinės srovės fotovoltiniai saugikliai, naujų energetinių transporto priemonių saugikliai ir įkrovimo stočių saugikliai. Produktai atitinka IEC 60269, GB/T 13539.4 ir kitus tarptautinius bei vietinius standartus ir yra eksportuojami į daugiau nei 80 šalių ir regionų, įskaitant Europą, Ameriką, Pietryčių Aziją ir Artimuosius Rytus.
|
Taikymo vieta |
Rekomenduojama serija |
Pagrindiniai parametrai |
Sertifikatai |
|
DC išvesties pusė (aR apsauga) |
500V–1500V / 10A–1500A |
UL / TÜV / CE / CCC |
|
|
Baterijų paketas / paketo apsauga |
DC 500V–750V / 10A–350A |
CE |
•Visos serijos tarptautiniai sertifikatai: Kelios serijos išlaikė TÜV, UL, CE ir CQC sertifikatus. Valdymo sistemos apima IATF 16949, ISO 9001, ISO 14001 ir ISO 45001.
•Brandūs koordinavimo sprendimai: Didelė inžinerijos koordinavimo patirtis su pagrindiniais nuolatinės srovės kontaktoriais ir brandžiais atrankos sprendimais.
• Visas techninių duomenų palaikymas: Pateikiamos išmatuotos I²t kreivės ir ribinės srovės kreivės, kad būtų lengviau atlikti tikslius koordinavimo skaičiavimus su kontaktoriais.
• Gilus techninis kaupimas: Turi daugiau nei 48 naudingųjų modelių ir išradimų patentus saugiklių gaminių gamybai ir 2017 m. buvo pripažinta nacionaline aukštųjų technologijų įmone.
• Pramonės standartinis dalyvavimas: Produktai atitinka GB/T 13539.4, IEC 60269 ir daugelį kitų tarptautinių bei vietinių standartų.
Nuolatinės srovės įkrovimo stočių kontaktorių ir saugiklių derinimą techniškai galima apibendrinti taip: funkcinis sluoksniavimas, laiko koordinavimas ir parametrų blokavimas.
•Saugiklis pertraukia mikrosekundžių trumpojo jungimo srovę, kad užtikrintų IGBT/SiC ir kitų galios puslaidininkių saugumą.
•Kontaktorius yra atsakingas už kontroliuojamą perjungimo valdymą, įprastų paleidimo/išjungimo ir avarinio izoliavimo komandų vykdymą.
•Jie du tarnauja kaip abipusis atsarginis atleidimas, sudarydami dvigubą saugos barjerą.
Tinkamai suderinus, kiekvienas atlieka savo pareigas su sluoksniuota gynyba; kai nesuderinama, pasekmės svyruoja nuo apsaugos gedimo iki įrangos perdegimo.
Daugiau nei 40 metų atsidavusi aukštos kokybės saugiklių tyrimams, plėtrai ir gamybai, „Galaxy Fuse“ yra įsipareigojusi teikti saugius ir patikimus grandinės apsaugos sprendimus nuolatinės srovės įkrovimo stotims.
Dėl techninės pagalbos, susijusios su saugiklių parinkimu nuolatinės srovės įkrovimo stoties apsaugos sistemoms arba derinimui su kontaktoriais, prašomesusisiekite su Galaxy Fuse technine komanda.