1. El significado de los contactores de CC de alto voltaje
Un contactor de CC de alto voltaje es un dispositivo de conmutación electromagnético o de estado sólido que puede controlar la corriente en un entorno de CC de alto voltaje. Puede encender y apagar circuitos de CC de alta potencia, puede encender y apagar frecuentemente circuitos principales y circuitos de control de gran capacidad, y generalmente tiene las características de alta capacidad de resistencia al voltaje, alta capacidad de ruptura y bajo consumo de energía. Conduce los contactos a cerrar o abrir a través de fuerza electromagnética, métodos neumáticos o hidráulicos, realizando así las funciones de control y protección del circuito
2. Características de los contactores de CC de alto voltaje
Capacidad de alto voltaje: Puede adaptarse a voltajes de CC de 400V, 750V, 1000V, 1500V o incluso más altos. Excelente rendimiento de aislamiento, puede soportar choques de alto voltaje y prevenir daños por ruptura.
Alta capacidad de ruptura: Puede cortar de manera segura la corriente de CC de alto voltaje para evitar la elongación del arco o el daño del circuito. Utiliza tecnologías como extinción de arco por soplado magnético, extinción de arco sellada con gas y extinción de arco al vacío para suprimir efectivamente la duración del arco y prevenir la ablación de contactos.
Bajo consumo de energía: Los contactores de CC que utilizan tecnología de retención magnética tienen bajo consumo de energía en el estado cerrado. No necesitan suministro de energía continuo después de cambiar entre los estados de encendido y apagado, ahorrando energía y protegiendo el medio ambiente. Bajo consumo de energía de las bobinas, reducción de la generación de calor y mejora de la eficiencia del sistema.
Tecnología de gestión de arcos: Dado que la CC no tiene punto cero, los arcos se generan fácilmente. Los contactores generalmente utilizan tecnología de extinción de arco hermética o por soplado magnético para mejorar la seguridad.
Larga vida útil: Los contactores de CC de alta calidad pueden soportar cientos de miles de ciclos mecánicos, y los ciclos eléctricos pueden alcanzar decenas de miles de veces, lo que los hace adecuados para escenarios de encendido-apagado frecuentes. Se utilizan materiales de contacto de aleación de plata de alto rendimiento para mejorar la resistencia al arco y reducir el desgaste de los contactos.
Diseño miniaturizado: Tamaño pequeño y peso ligero, los contactores de CC son generalmente más compactos que los relés o interruptores automáticos tradicionales, y son adecuados para sistemas de energía de alta densidad. El diseño de encapsulación es a prueba de polvo y humedad, adecuado para entornos hostiles.
3. Aplicación de contactores de CC de alto voltaje
Los contactores de CC de alto voltaje se utilizan ampliamente en los campos de nuevas energías y control industrial, incluyendo:
Campo de nuevas energías
Vehículos eléctricos: En el sistema de potencia de los vehículos eléctricos, los contactores de CC de alto voltaje se utilizan para conectar y desconectar el circuito de alto voltaje entre la batería de potencia y el controlador del motor.
Cuando el vehículo arranca, el contactor se cierra, permitiendo que la batería proporcione energía al motor; cuando el vehículo se está cargando, falla o el sistema de alto voltaje necesita desconectarse, el contactor se desconecta para garantizar la seguridad del personal y del vehículo.
Por ejemplo, vehículos eléctricos como el Tesla Model S están equipados con contactores de CC de alto rendimiento en sus sistemas de alto voltaje para lograr un control preciso de la transmisión de energía.
Pila de carga rápida (Cargador rápido de CC): utilizado para el control de energía y la gestión de carga-descarga en pilas de carga rápida de CC.
Módulo de carga y sistema de conversión DC-DC: utilizado como un interruptor de seguridad en convertidores de alta potencia para garantizar la estabilidad de la carga.
Sistema de almacenamiento de energía
Sistema de almacenamiento de energía de batería de litio (BESS): utilizado para la gestión de paquetes de baterías, protección contra sobrecorriente y control de carga-descarga en estaciones de energía de almacenamiento a gran escala, sistemas de almacenamiento de energía domésticos (HESS) y sistemas de almacenamiento de energía comerciales (C&I Storage).
Sistema de generación de energía solar fotovoltaica:En las estaciones de energía solar a gran escala, la energía DC generada por múltiples módulos fotovoltaicos necesita ser agregada y transmitida. Los contactores de DC de alto voltaje se pueden utilizar para conectar e aislar diferentes arreglos fotovoltaicos o cajas combinadoras de DC para facilitar el mantenimiento, reparación y solución de problemas del sistema. Al mismo tiempo, también pueden cortar rápidamente el circuito y proteger el equipo cuando el sistema es anormal.
Por ejemplo, las estaciones de energía fotovoltaica centralizadas a gran escala construidas en áreas desérticas utilizan contactores de DC de alto voltaje para asegurar el funcionamiento estable y confiable de todo el sistema de generación de energía.
Sistema de almacenamiento de energía eólica:un elemento clave de conmutación en el sistema de red DC de energía eólica.
Campo Industrial
Sistema de Alimentación de Horno de Arco
En el horno de arco de la industria metalúrgica, se necesita transmitir corriente directa (DC) de alto voltaje a los electrodos para generar un arco para fundir materias primas como el mineral de hierro. Como componente crucial del sistema de suministro de energía, el contactor de DC de alto voltaje puede controlar de manera confiable el encendido y apagado de la corriente, satisfaciendo las demandas de energía del horno de arco en diferentes etapas de fundición. También puede cortar rápidamente el circuito en caso de fallos como cortocircuitos, previniendo así daños al equipo y la ocurrencia de accidentes de seguridad.
Sistema de Alimentación Ininterrumpida (UPS)
En algunos procesos de producción industrial con requisitos extremadamente altos de fiabilidad del suministro eléctrico, como la fabricación de semiconductores y la producción química, el sistema de alimentación ininterrumpida juega un papel vital. Cuando se interrumpe la energía de la red, el UPS necesita cambiar rápidamente al modo de suministro de energía de la batería. En este momento, el contactor de DC de alto voltaje se utiliza para lograr una conexión confiable entre la batería y el inversor, asegurando que la carga pueda obtener continuamente un suministro de energía estable.
Campo de Transporte
Sistemas Fotovoltaicos y de Inversores
Caja Combinadora Fotovoltaica DC (Caja Combinadora PV):Se utiliza para la gestión del circuito DC entre los módulos fotovoltaicos y el inversor.
Inversor DC-AC:Como un interruptor de seguridad para la entrada de DC de alto voltaje, asegura la estabilidad del sistema al cambiar entre los modos conectados a la red y desconectados de la red.
Tránsito Ferroviario
En los sistemas de tránsito ferroviario urbano, como subterráneos y trenes ligeros, los sistemas eléctricos de alto voltaje de los vehículos suelen adoptar el modo de suministro de energía DC. Los contactores de DC de alto voltaje se utilizan para controlar la conexión entre el pantógrafo del vehículo y el sistema de línea de contacto aérea, y para aislar el circuito de alto voltaje durante la inspección y mantenimiento del vehículo, asegurando la seguridad del personal. Por ejemplo, en algunos sistemas de metro que utilizan el suministro de energía de tercer riel, los contactores de DC de alto voltaje juegan un papel importante en el funcionamiento normal y la garantía de seguridad de los trenes.
Sistema de Recuperación de Energía de Frenado Regenerativo:Gestiona la recuperación de energía y mejora la tasa de utilización de la red eléctrica.
Los contactores de DC de alto voltaje juegan un papel clave en los campos de nuevas energías y control industrial. Su tolerancia a alto voltaje, alta capacidad de ruptura y larga vida útil los hacen una opción ideal para una variedad de escenarios de aplicación. Con el desarrollo de la tecnología y el aumento de la demanda, sus perspectivas de aplicación también serán más extensas.
