1. Il significato dei contattori DC ad alta tensione
Un contattore DC ad alta tensione è un dispositivo di commutazione elettromagnetico o a stato solido che può controllare la corrente in un ambiente DC ad alta tensione. Può accendere e spegnere circuiti DC ad alta potenza, può accendere e spegnere frequentemente circuiti principali e circuiti di controllo a grande capacità, e di solito ha le caratteristiche di alta resistenza alla tensione, alta capacità di interruzione e basso consumo energetico. Guida i contatti a chiudersi o aprirsi attraverso la forza elettromagnetica, metodi pneumatici o idraulici, realizzando così le funzioni di controllo e protezione del circuito
2. Caratteristiche dei contattori DC ad alta tensione
Capacità ad alta tensione: Può adattarsi a tensioni DC di 400V, 750V, 1000V, 1500V o anche superiori. Eccellente prestazione di isolamento, può resistere a shock ad alta tensione e prevenire danni da rottura.
Alta capacità di interruzione: Può interrompere in sicurezza la corrente DC ad alta tensione per evitare l'allungamento dell'arco o danni al circuito. Utilizza tecnologie come l'estinzione dell'arco a soffio magnetico, l'estinzione dell'arco sigillata a gas e l'estinzione dell'arco a vuoto per sopprimere efficacemente la durata dell'arco e prevenire l'ablazione dei contatti.
Basso consumo energetico: I contattori DC che utilizzano la tecnologia di mantenimento magnetico hanno un basso consumo energetico nello stato chiuso. Non è necessaria un'alimentazione continua dopo il passaggio tra gli stati di accensione e spegnimento, risparmio energetico e protezione ambientale. Basso consumo energetico delle bobine, ridotta generazione di calore e migliorata efficienza del sistema.
Tecnologia di gestione dell'arco: Poiché la DC non ha un punto zero, gli archi si generano facilmente. I contattori di solito utilizzano tecnologie di estinzione dell'arco ermetiche o a soffio magnetico per migliorare la sicurezza.
Lunga durata: Contattori DC di alta qualità possono supportare centinaia di migliaia di cicli meccanici, e la durata elettrica può raggiungere decine di migliaia di cicli, adatti per scenari di accensione-spegnimento frequenti. Materiali di contatto in lega d'argento ad alte prestazioni sono utilizzati per migliorare la resistenza all'arco e ridurre l'usura dei contatti.
Design miniaturizzato: Piccole dimensioni e peso leggero, i contattori DC sono solitamente più compatti rispetto ai relè tradizionali o agli interruttori automatici, e sono adatti per sistemi di potenza ad alta densità. Il design di incapsulamento è a prova di polvere e umidità, adatto per ambienti difficili.
3. Applicazione dei contattori DC ad alta tensione
I contattori DC ad alta tensione sono ampiamente utilizzati nei campi delle nuove energie e del controllo industriale, inclusi:
Nuovo campo energetico
Veicoli elettrici: Nel sistema di potenza dei veicoli elettrici, i contattori DC ad alta tensione sono utilizzati per connettere e disconnettere il circuito ad alta tensione tra la batteria di potenza e il controller del motore.
Quando il veicolo si avvia, il contattore si chiude, permettendo alla batteria di fornire energia al motore; Quando il veicolo è in carica, si verifica un guasto o il sistema ad alta tensione deve essere disconnesso, il contattore si disconnette per garantire la sicurezza del personale e del veicolo.
Ad esempio, veicoli elettrici come la Tesla Model S sono dotati di contattori DC ad alte prestazioni nei loro sistemi ad alta tensione per ottenere un controllo preciso della trasmissione di potenza.
Colonnina di ricarica rapida (Caricatore rapido DC): utilizzato per il controllo della potenza e la gestione della carica-scarica nelle colonnine di ricarica rapida DC.
Modulo di ricarica e sistema di conversione DC-DC: utilizzato come interruttore di sicurezza nei convertitori ad alta potenza per garantire la stabilità della ricarica.
Sistema di accumulo di energia
Sistema di accumulo di energia a batteria al litio (BESS): utilizzato per la gestione del pacco batteria, la protezione da sovracorrente e il controllo di carica-scarica in grandi stazioni di accumulo di energia, sistemi di accumulo di energia domestici (HESS) e sistemi di accumulo di energia commerciali (C&I Storage).
Sistema di generazione di energia solare fotovoltaica: In grandi stazioni di energia solare, la potenza DC generata da più moduli fotovoltaici deve essere aggregata e trasmessa. I contattori DC ad alta tensione possono essere utilizzati per connettere e isolare diversi array fotovoltaici o scatole di combinazione DC per facilitare la manutenzione, la riparazione e la risoluzione dei problemi del sistema. Allo stesso tempo, possono anche interrompere rapidamente il circuito e proteggere le apparecchiature quando il sistema è anomalo.
Ad esempio, grandi stazioni fotovoltaiche centralizzate costruite in aree desertiche utilizzano contattori DC ad alta tensione per garantire il funzionamento stabile e affidabile dell'intero sistema di generazione di energia.
Sistema di accumulo di energia eolica: un elemento di commutazione chiave nel sistema di rete DC dell'energia eolica.
Campo industriale
Sistema di alimentazione del forno ad arco
Nel forno ad arco dell'industria metallurgica, la corrente continua (DC) ad alta tensione deve essere trasmessa agli elettrodi per generare un arco per la fusione di materie prime come il minerale di ferro. Come componente cruciale del sistema di alimentazione, il contattore DC ad alta tensione può controllare in modo affidabile l'accensione e lo spegnimento della corrente, soddisfacendo le esigenze di potenza del forno ad arco nelle diverse fasi di fusione. Può anche interrompere rapidamente il circuito in caso di guasti come cortocircuiti, prevenendo così danni alle apparecchiature e il verificarsi di incidenti di sicurezza.
Alimentazione ininterrotta (UPS)
In alcuni processi di produzione industriale con requisiti estremamente elevati per l'affidabilità dell'alimentazione elettrica, come la produzione di semiconduttori e la produzione chimica, l'alimentazione ininterrotta gioca un ruolo fondamentale. Quando l'alimentazione di rete viene interrotta, l'UPS deve passare rapidamente alla modalità di alimentazione a batteria. In questo momento, il contattore DC ad alta tensione viene utilizzato per ottenere una connessione affidabile tra la batteria e l'inverter, garantendo che il carico possa ottenere continuamente un'alimentazione stabile.
Campo dei trasporti
Sistemi fotovoltaici e inverter
Scatola di combinazione fotovoltaica DC (PV Combiner Box): Viene utilizzato per la gestione del circuito DC tra i moduli fotovoltaici e l'inverter.
Inverter DC-AC: Come interruttore di sicurezza per l'ingresso DC ad alta tensione, garantisce la stabilità del sistema quando si passa tra le modalità connesse alla rete e fuori rete.
Trasporto ferroviario
Nei sistemi di trasporto ferroviario urbano come metropolitane e ferrovie leggere, i sistemi elettrici ad alta tensione dei veicoli adottano solitamente la modalità di alimentazione DC. I contattori DC ad alta tensione vengono utilizzati per controllare la connessione tra il pantografo del veicolo e il sistema di linea di contatto aerea, e per isolare il circuito ad alta tensione durante l'ispezione e la manutenzione del veicolo, garantendo la sicurezza del personale. Ad esempio, in alcuni sistemi di metropolitana che utilizzano l'alimentazione a terza rotaia, i contattori DC ad alta tensione svolgono un ruolo importante nel normale funzionamento e nella garanzia di sicurezza dei treni.
Sistema di recupero dell'energia di frenata rigenerativa: Gestisce il recupero dell'energia e migliora il tasso di utilizzo della rete elettrica.
I contattori DC ad alta tensione svolgono un ruolo chiave nei campi delle nuove energie e del controllo industriale. La loro tolleranza ad alta tensione, alta capacità di interruzione e lunga durata li rendono una scelta ideale per una varietà di scenari applicativi. Con lo sviluppo della tecnologia e l'aumento della domanda, le loro prospettive di applicazione saranno anche più ampie.
