1. O significado dos contactores de DC de alta tensão
Um contactor de DC de alta tensão é um dispositivo de comutação eletromagnético ou de estado sólido que pode controlar a corrente em um ambiente de DC de alta tensão. Pode ligar e desligar circuitos de DC de alta potência, pode ligar e desligar frequentemente circuitos principais e circuitos de controle de grande capacidade, e geralmente tem as características de alta capacidade de suporte de tensão, alta capacidade de interrupção e baixo consumo de energia. Ele aciona os contatos para fechar ou abrir através de força eletromagnética, métodos pneumáticos ou hidráulicos, realizando assim as funções de controle e proteção do circuito
2. Características dos contactores de DC de alta tensão
Capacidade de alta tensão: Pode se adaptar a tensões DC de 400V, 750V, 1000V, 1500V ou até mais altas. Excelente desempenho de isolamento, pode suportar choques de alta tensão e prevenir danos por ruptura.
Alta capacidade de interrupção: Pode cortar com segurança a corrente de alta tensão DC para evitar alongamento do arco ou danos ao circuito. Utiliza tecnologias como extinção de arco por sopro magnético, extinção de arco selada a gás e extinção de arco a vácuo para suprimir efetivamente a duração do arco e prevenir a ablação dos contatos.
Baixo consumo de energia: Contactores de DC que utilizam tecnologia de retenção magnética têm baixo consumo de energia no estado fechado. Não há necessidade de fornecimento contínuo de energia após a comutação entre os estados ligado e desligado, economizando energia e protegendo o meio ambiente. Baixo consumo de energia das bobinas, redução da geração de calor e melhoria da eficiência do sistema.
Tecnologia de gerenciamento de arco: Como a corrente contínua (DC) não tem ponto zero, arcos são facilmente gerados. Os contactores geralmente usam tecnologia de extinção de arco hermética ou extinção de arco por sopro magnético para melhorar a segurança.
Longa vida útil: Contactores de DC de alta qualidade podem suportar centenas de milhares de ciclos mecânicos, e a vida útil elétrica pode chegar a dezenas de milhares de vezes, sendo adequados para cenários de liga-desliga frequentes. Materiais de contato de liga de prata de alto desempenho são usados para melhorar a resistência ao arco e reduzir o desgaste dos contatos.
Design miniaturizado: Pequeno tamanho e peso leve, os contactores de DC são geralmente mais compactos do que relés ou disjuntores tradicionais, e são adequados para sistemas de energia de alta densidade. O design de encapsulamento é à prova de poeira e umidade, adequado para ambientes adversos.
3. Aplicação de contactores de DC de alta tensão
Contactores de DC de alta tensão são amplamente utilizados nos campos de novas energias e controle industrial, incluindo:
Campo de novas energias
Veículos elétricos: No sistema de energia de veículos elétricos, os contactores de DC de alta tensão são usados para conectar e desconectar o circuito de alta tensão entre a bateria de energia e o controlador do motor.
Quando o veículo arranca, o contactor fecha, permitindo que a bateria forneça energia ao motor; Quando o veículo está carregando, falha ou o sistema de alta tensão precisa ser desconectado, o contactor desconecta para garantir a segurança das pessoas e do veículo.
Por exemplo, veículos elétricos como o Tesla Model S estão equipados com contactores de DC de alto desempenho em seus sistemas de alta tensão para alcançar controle preciso da transmissão de energia.
Pilha de carregamento rápido (Carregador Rápido DC): usado para controle de energia e gerenciamento de carga-descarga em pilhas de carregamento rápido DC.
Módulo de carregamento e sistema de conversão DC-DC: usado como um interruptor de segurança em conversores de alta potência para garantir a estabilidade do carregamento.
Sistema de armazenamento de energia
Sistema de armazenamento de energia de bateria de lítio (BESS): usado para gerenciamento de pacotes de baterias, proteção contra sobrecorrente e controle de carga-descarga em grandes estações de armazenamento de energia, sistemas de armazenamento de energia domésticos (HESS) e sistemas de armazenamento de energia comerciais (C&I Storage).
Sistema de geração de energia solar fotovoltaica: Em grandes usinas solares, a energia CC gerada por vários módulos fotovoltaicos precisa ser agregada e transmitida. Contatores de CC de alta tensão podem ser usados para conectar e isolar diferentes arrays fotovoltaicos ou caixas combinadoras de CC para facilitar a manutenção, reparo e solução de problemas do sistema. Ao mesmo tempo, eles também podem cortar rapidamente o circuito e proteger o equipamento quando o sistema está anormal.
Por exemplo, grandes usinas fotovoltaicas centralizadas construídas em áreas desérticas usam contatores de CC de alta tensão para garantir o funcionamento estável e confiável de todo o sistema de geração de energia.
Sistema de armazenamento de energia eólica: um elemento chave de comutação no sistema de rede de CC de energia eólica.
Campo industrial
Sistema de Fornecimento de Energia para Forno a Arco
No forno a arco da indústria metalúrgica, a corrente contínua (CC) de alta tensão precisa ser transmitida aos eletrodos para gerar um arco para a fusão de matérias-primas como o minério de ferro. Como componente crucial do sistema de fornecimento de energia, o contator de CC de alta tensão pode controlar de forma confiável o ligar e desligar da corrente, atendendo às demandas de energia do forno a arco em diferentes estágios de fusão. Ele também pode cortar rapidamente o circuito em caso de falhas, como curtos-circuitos, prevenindo assim danos ao equipamento e a ocorrência de acidentes de segurança.
Fonte de Alimentação Ininterrupta (UPS)
Em alguns processos de produção industrial com requisitos extremamente altos para a confiabilidade do fornecimento de energia, como fabricação de semicondutores e produção química, a fonte de alimentação ininterrupta desempenha um papel vital. Quando a energia da concessionária é interrompida, o UPS precisa mudar rapidamente para o modo de fornecimento de energia por bateria. Nesse momento, o contator de CC de alta tensão é usado para alcançar uma conexão confiável entre a bateria e o inversor, garantindo que a carga possa obter continuamente um fornecimento de energia estável.
Campo de Transporte
Sistemas Fotovoltaicos e Inversores
Caixa Combinadora Fotovoltaica (Caixa Combinadora PV): É usado para o gerenciamento do circuito de CC entre os módulos fotovoltaicos e o inversor.
Inversor DC-AC: Como um interruptor de segurança para entrada de CC de alta tensão, ele garante a estabilidade do sistema ao alternar entre os modos conectado à rede e fora da rede.
Trânsito Ferroviário
Nos sistemas de trânsito ferroviário urbano, como metrôs e trens leves, os sistemas elétricos de alta tensão dos veículos geralmente adotam o modo de fornecimento de energia CC. Contatores de CC de alta tensão são usados para controlar a conexão entre o pantógrafo do veículo e o sistema de linha de contato aérea, e para isolar o circuito de alta tensão durante a inspeção e manutenção do veículo, garantindo a segurança dos funcionários. Por exemplo, em alguns sistemas de metrô que usam o fornecimento de energia por terceiro trilho, os contatores de CC de alta tensão desempenham um papel importante na operação normal e na garantia de segurança dos trens.
Sistema de Recuperação de Energia de Frenagem Regenerativa: Ele gerencia a recuperação de energia e melhora a taxa de utilização da rede elétrica.
Os contatores de CC de alta tensão desempenham um papel fundamental nos campos de novas energias e controle industrial. Sua tolerância a alta tensão, alta capacidade de interrupção e longa vida útil os tornam uma escolha ideal para uma variedade de cenários de aplicação. Com o desenvolvimento da tecnologia e o aumento da demanda, suas perspectivas de aplicação também serão mais amplas.
