Адзін кіруе кіраваным пераключэннем; другі забяспечвае пасіўную абарону — як яны каардынуюцца?
У галоўным ланцугу харчавання зараднай станцыі пастаяннага току кантактар пастаяннага току і засцерагальнік утвараюць найбольш важны двухслаёвы ахоўны бар'ер. Адзін выконвае функцыю кіраванага пераключэння; іншая служыць канчатковай лініяй пасіўнай абароны. Іх ролі дакладна вызначаны, але яны павінны дзейнічаць у дакладнай каардынацыі.
Многія інжынеры звычайна выбіраюць гэтыя два прылады незалежна пры распрацоўцы сістэмы. Аднак практычны інжынерны вопыт паказвае, што няправільная каардынацыя можа прывесці да наступстваў, пачынаючы ад адмовы абароны і заканчваючы перагараннем абсталявання і нават інцыдэнтамі з бяспекай. У гэтым артыкуле сістэматычна аналізуюцца прынцыпы каардынацыі і ўзгаднення кантактараў пастаяннага току і засцерагальнікаў на зарадных станцыях з пункту гледжання тэхнічных прынцыпаў і інжынернай практыкі.
Контактор пастаяннага току - гэта электрамеханічнае камутацыйнае прылада, якое злучае і раз'ядноўвае ланцугі пастаяннага току вялікай магутнасці па камандах сістэмы кіравання. Яе асноўныя функцыі ў зараднай станцыі ўключаюць:
• Кіраванне пачаткам/прыпынкам зарадкі: Замыкаецца для ўстанаўлення шляху зарадкі па камандзе ад BMS або кантролера зарадкі і адкрываецца для адключэння пасля завяршэння.
•Экстраная ізаляцыя: Выконвае кантраляванае адключэнне сілкавання пасля атрымання каманды, калі сістэма выяўляе ненармальныя ўмовы, такія як перагрэў, перанапружанне або няспраўнасці ізаляцыі.
•Кіраванне папярэдняй зарадкай: Працуе з рэзістарам папярэдняй зарадкі для абмежавання кідка пускавога току да таго, як асноўная ланцуг будзе падключана, абараняючы кандэнсатары шыны.
Засцерагальнік - гэта аднаразовы ахоўны элемент, які надзейна адключае токі замыкання да таго, як яны нанясуць незваротную шкоду. Фундаментальныя адрозненні паміж паўправадніковымі хуткадзейнымі засцерагальнікамі, якія выкарыстоўваюцца на зарадных станцыях пастаяннага току, і звычайнымі прамысловымі засцерагальнікамі:
•Адказ мікрасекунднага ўзроўню: Нашмат хутчэй, чым дзясяткі мілісекунд, неабходныя для механічнага спрацоўвання контактора.
•Характарыстыка абмежавання току: Абмяжоўвае энергію току замыкання ў межах вытрымлівання наступных прылад харчавання (IGBT/SiC).
•Магчымасць тушэння дугі пастаяннага току: Надзейнае перапыненне ў сістэмах 500–1500 В пастаяннага току без рызыкі паўторнага ўзгарання.
•Рэзюмэ пазіцыянавання: Контактор - гэта кіраваныя «вароты бяспекі»; узрывальнік з'яўляецца незаменнай «апошняй лініяй абароны».
Канструкцыя абароны зараднай станцыі - гэта далёка не простая ўстаноўка двух прылад у адным корпусе. Іх каардынацыйныя адносіны складаюць асноўную тэхнічную логіку шматслойнай архітэктуры абароны.
Уваход сеткі → Модуль пераменнага/пастаяннага току → Шына пастаяннага току → Засцерагальнік → Галоўны кантактар → Контактор папярэдняй зарадкі + Рэзістар → Інтэрфейс аўтамабіля
|
Узровень абароны |
Выканаўчы апарат |
Вызначэнне ролі |
Шкала часу адказу |
|
Перапыненне току кароткага замыкання |
Засцерагальнік паўправадніка (aR) |
Ачыстка току замыкання на ўзроўні мікрасекунд для абароны модуляў IGBT/SiC |
Мікрасекунды |
|
Нармальнае/аварыйнае пераключэнне |
Галоўны кантактар пастаяннага току |
Звычайны кантроль пуск/стоп, кантраляванае аварыйнае адключэнне |
Дзясяткі мілісекунд |
|
Падаўленне наскоку |
Папярэдняя зарадка контактора + рэзістара |
Абмежаванне ўдарнага току першага ўключэння |
Паслядоўны кантроль часу |
|
Рэзервовая рэзервовая абарона |
Засцерагальнік |
Канчатковае перапыненне азначае, што кантактар выходзіць з ладу або адмаўляецца працаваць |
Мікрасекунды |
|
Дэфект дызайну |
Інжынернае следства |
|
Прахадны засцерагальнік I²t > Здольнасць кантактара супрацьстаяць кароткаму замыканню |
Ток замыкання выклікае кантактную зварку контактора, што робіць яго немагчымым перапыніць |
|
Спрацоўванне засцерагальніка павольней, чым дзеянне размыкання контактора |
Контактор адключае ток замыкання пад нагрузкай, выклікаючы моцную эрозію кантакту |
|
Недастатковая здольнасць адключаць кантактар пастаяннага току |
Дугу пастаяннага току немагчыма патушыць, што прыводзіць да перагарання абсталявання |
Асноўны крытэрый дызайну: Значэнне I²t праходжання засцерагальніка павінна быць строга меншым за значэнне I²t устойлівасці да кароткага замыкання абароненага кантактара.
Паколькі пастаянны ток не мае натуральнай кропкі перасячэння нуля, згасанне дугі значна складаней, чым у сістэмах пераменнага току. Такім чынам, логіка выбару для прылад пастаяннага току прынцыпова адрозніваецца ад прылад пераменнага току.
Прынцып выбару: Намінальнае напружанне засцерагальніка і контактора павінна быць ≥ максімальнага напружання сістэмы пастаяннага току.
• Платформа для зарадкі 800 В → Рэкамендаваны рэйтынг 1000 В пастаяннага току або вышэй
• Сістэма захоўвання энергіі 1500 В → Неабходна выбраць 1500 В пастаяннага току або вышэй
Тэхнічнае папярэджанне: Катэгарычна забараняецца замяняць прадукты з рэйтынгам пераменнага току прыладамі, якія працуюць з пастаянным токам. Адсутнасць эфектыўнага гашэння дугі падчас адключэння можа прывесці да катастрафічных наступстваў.
Кантактар пастаяннага току:
•Намінальны ток пастаяннага току павінен перавышаць максімальны выхадны ток зараднай станцыі.
• Каэфіцыент інжынернага вопыту: рэкамендаваны выбар прыблізна 1,2×.
Засцерагальнік пастаяннага току:
•Выбар не павінен грунтавацца выключна на намінальным току; I²t і адключальная здольнасць павінны быць комплексна ацэнены.
•I²t плаўлення засцерагальніка павінен быць ніжэй за вытрымліваючы I²t абароненага паўправадніковага модуля (IGBT/SiC).
• Каэфіцыент інжынернага вопыту: рэкамендаваны выбар прыблізна 1,5×.
Серыя YRSA ад Zhejiang Galaxy Fuse ахоплівае намінальныя напружання ад 690 В да 1500 В і намінальныя токі ад 10 А да 3000 А, паказваючы элементы засцерагальнікаў з пасярэбранай чыстай медзі або чыстага срэбра з пераменным папярочным перасекам, размешчаныя ў высокатрывалых керамічных трубах з аксіду алюмінію, з кварцавым пяском высокай чысціні ў якасці дугагасільнай асяроддзя.
I²t (ампер-квадрат-секунды) з'яўляецца найбольш важным колькасным паказчыкам пры выбары засцерагальніка і кантактара.
|
Умова абмежавання |
Тэхнічнае патрабаванне |
|
Прапускальны засцерагальнік I²t |
< Устойлівасць кантактара да кароткага замыкання I²t |
|
Засцерагальнік перад дугой I²t |
< Модуль IGBT/SiC вытрымлівае I²t |
|
Поўная ачыстка засцерагальніка I²t |
> Ахоўная прылада ніжэй па плыні перад дугой I²t (для забеспячэння выбарачнай каардынацыі) |
Серыя хуткадзейных засцерагальнікаў Galaxy Fuse мае нізкія значэнні I²t, моцную здольнасць абмежаваць ток і высокую адключальную здольнасць, што робіць іх прыдатнымі для абароны ад кароткага замыкання паўправадніковых прыбораў і поўнага абсталявання.
У шматузроўневай архітэктуры абароны ахоўная прылада, бліжэйшая да месца няспраўнасці, павінна спрацаваць першай.
|
Месца няспраўнасці |
Паслядоўнасць ахоўных дзеянняў |
|
Кароткае замыканне на выхадзе |
Першым спрацоўвае засцерагальнік (узровень мікрасекунды) → Контактор застаецца замкнёным |
|
Кантраляваная перагрузка |
Контактор спрацоўвае першым (каманда BMS) → Засцерагальнік застаецца цэлым |
|
Няспраўнасць контактора |
Засцерагальнік дзейнічае як рэзервовая абарона, у канчатковым выніку разрываючы ланцуг няспраўнасці |
Зарадныя станцыі разгортваюцца ў шырокім дыяпазоне асяроддзяў, з інжынернымі патрабаваннямі ад -40°C нізкіх тэмператур да +85°C высокіх тэмператур. Як засцерагальнікі, так і контакторы павінны быць паменшаны магутнасцю ў адпаведнасці з фактычнай тэмпературай навакольнага асяроддзя.
|
Стан навакольнага асяроддзя |
Інжынерныя рэкамендацыі |
|
Тэмпература працы вышэй за 40°C |
Намінальнае значэнне засцерагальніка павінна быць скарэкціравана ў адпаведнасці з крывой зніжэння номіналаў вытворцы |
|
Зачыненыя памяшкання з высокімі тэмпературамі |
Павышэнне тэмпературы шпулькі кантактара патрабуе спецыяльнай праверкі |
Заснаваны ў 1980 годзе,Zhejiang Galaxy Fuse Co., Ltd. з'яўляецца прафесійным прадпрыемствам, якое аб'ядноўвае даследаванні і распрацоўкі, тэсціраванне, вытворчасць, продаж і імпарт/экспарт. З'яўляючыся ключавым прадпрыемствам былога Міністэрства машынабудавання і вядучым вытворцам засцерагальнікаў у Кітаі, асноўнай прадукцыяй кампаніі з'яўляюцца фотаэлектрычныя засцерагальнікі пастаяннага току, засцерагальнікі для новых энергетычных аўтамабіляў і засцерагальнікі для зарадных станцый. Прадукцыя адпавядае стандартам IEC 60269, GB/T 13539.4 і іншым міжнародным і ўнутраным стандартам і экспартуецца больш чым у 80 краін і рэгіёнаў, уключаючы Еўропу, Амерыку, Паўднёва-Усходнюю Азію і Блізкі Усход.
|
Пасада заяўкі |
Рэкамендаваныя серыі |
Асноўныя параметры |
Сертыфікаты |
|
Бок выхаду пастаяннага току (абарона aR) |
500В–1500В / 10А–1500А |
UL / TÜV / CE / CCC |
|
|
Акумулятар/Абарона акумулятара |
Пастаянны ток 500–750 В / 10 A–350 A |
CE |
•Поўная серыя міжнародных сертыфікатаў: Некалькі серый прайшлі сертыфікаты TÜV, UL, CE і CQC. Сістэмы кіравання ахопліваюць IATF 16949, ISO 9001, ISO 14001 і ISO 45001.
•Спелыя каардынацыйныя рашэнні: Шырокі інжынерны вопыт каардынацыі з асноўнымі кантактарамі пастаяннага току і сталымі рашэннямі выбару.
• Поўная тэхнічная падтрымка дадзеных: Забяспечвае вымераныя крывыя I²t і крывыя току адключэння для палягчэння дакладных разлікаў каардынацыі з кантактарамі.
• Глыбокае тэхнічнае назапашванне: Мае больш за 48 патэнтаў на карысную мадэль і вынаходніцтвы для вырабу вырабаў з узрывальнікамі і ў 2017 годзе прызнана нацыянальным высокатэхналагічным прадпрыемствам.
• Удзел у галіновых стандартах: Прадукцыя адпавядае стандартам GB/T 13539.4, IEC 60269 і многім іншым міжнародным і ўнутраным стандартам.
Адпаведнасць кантактараў і засцерагальнікаў на зарадных станцыях пастаяннага току можна тэхнічна абагульніць наступным чынам: функцыянальнае расслаенне, каардынацыя па часе і ўзаемаблакіроўка параметраў.
•Засцерагальнік адключае ток кароткага замыкання на ўзроўні мікрасекунд, каб забяспечыць бяспеку IGBT/SiC і іншых сілавых паўправаднікоў.
•Контактар адказвае за кантраляванае кіраванне пераключэннем, выкананне звычайных каманд пуск/спын і аварыйнае адключэнне.
• Абодва служаць узаемным рэзервовым рэзерваваннем, утвараючы двайны бар'ер бяспекі.
Пры правільным падборы кожны выконвае свае абавязкі з узроўневай абаронай; пры неадпаведнасці наступствы вар'іруюцца ад адмовы абароны да перагарання абсталявання.
Маючы больш за 40 гадоў адданасці высакаякасным даследаванням і распрацоўкам засцерагальнікаў, Galaxy Fuse імкнецца прадастаўляць бяспечныя і надзейныя рашэнні для абароны ланцугоў для зарадных станцый пастаяннага току.
Для тэхнічнай падтрымкі па выбары засцерагальнікаў для сістэм абароны зарадных станцый пастаяннага току або каардынацыі з кантактарамі, калі ласказвярніцеся ў тэхнічную групу Galaxy Fuse.