-Релето за постоянен ток с високо напрежение служи като последна гаранция за електрическа безопасност в превозни средства с нова енергия. Той е единствено отговорен за управлението на електрическото свързване и прекъсване на връзката между батерията и контролера на двигателя-за установяване на връзка по време на работа на системата, осигуряване на изолация, когато системата е изключена, и прекъсване на веригата в случай на повреда. Без този критичен компонент електрическото превозно средство не може нито да стартира, нито да бъде безопасно спряно. И все пак, привидно простият вътрешен елемент-релейната арматура на EV{6}}съставлява основния фактор, определящ дали контактите на релето могат надеждно да се включват и изключват при условия на високо напрежение и висок ток. Съставът на материала, прецизността на производството и обработката на повърхността директно определят степента на безопасност на целия релеен комплект.
Средно едно ново енергийно превозно средство е оборудвано с пет до осем релета за постоянен ток с високо-напрежение, включително главни релета, релета за-предварително зареждане, релета за бързо-зареждане и релета за спомагателно оборудване. Оперативната логика на арматурата на EV релето е ясна: когато бобината е захранена, тя генерира магнитно поле, което привлича движещото се желязно ядро, преодолявайки напрежението на пружината, за да затвори електрическите контакти; обратно, когато захранването бъде прекъснато, магнитното поле се разсейва и пружината връща ядрото в първоначалното му положение, като по този начин отваря веригата. Въпреки това, в рамките на платформи с високо-напрежение, работещи при 400V или дори 800V, тази последователност от „включване-и-освобождаване“ трябва да се изпълни в рамките на няколко милисекунди. Едновременно с това арматурата трябва да издържа на токове на натоварване, достигащи стотици ампери, както и на интензивния електродъгов удар, генериран в момента на прекъсване на веригата-условия, които налагат изключително строги изисквания към скоростта на реакция на арматурата и магнитните характеристики.
Изборът на материал за подвижната арматура представлява основното техническо препятствие. Арматурата за EV релета обикновено е щампована от чисти железни листове; този избор се ръководи от изключително високата магнитна пропускливост на чистото желязо и изключително ниската коерцитивност. При захранване, той се магнетизира и се захваща бързо; обратно, при прекъсване на захранването, той се демагнетизира и освобождава бързо, избягвайки всяко забавено освобождаване, причинено от магнитен хистерезис. Освен това, чистото желязо може да се похвали с интензитет на магнитна индукция на насищане, надвишаващ 2,1 Tesla, което му позволява да генерира достатъчно електромагнитно привличане-дори при ограничени ампер-обороти на бобината-за преодоляване на противоположната сила, упражнявана от контактните пружини. Ако материалът съдържа прекомерни нива на въглерод или примеси, неговите магнитни свойства се влошават; това може да доведе до проблеми, при които релето не успява да се включи напълно или да се освободи чисто, което директно води до контактно заваряване или залепване.
Издръжливостта на високо{0}}напрежение не е само въпрос на електрическа изолация; това е фундаментално предизвикателство в дизайна на магнитната верига. Структурно, арматурата за електромагнитни EV релета изисква прецизен контрол върху въздушната междина между движещата се арматура и неподвижното ядро: ако междината е твърде тясна, тя става податлива на диелектричен пробив при високо напрежение; обратно, ако празнината е твърде широка, магнитното нежелание се увеличава, което налага по-висок ток на бобината, за да се постигне зацепване. В инженерната практика обикновено се използва много{3}}етапна изолационна структура, включваща нанасянето на устойчив на висока-температура-изолационен лак върху повърхностите на сърцевината и запълването на контактните междини с-среда за гасене на дъгата. Това гарантира, че повърхностното пълзене не възниква, когато контактите се разделят при работно напрежение от 800 V. Оптимизирана е и геометрията на подвижната арматура; E-образни или U-образни структури се използват за ефективно разпръскване на магнитния поток, като по този начин се предотвратяват флуктуации в силата на привличане, причинени от локализирано магнитно насищане.
Устойчивостта на токови удари е критичната разлика, отличаваща-релетата за високо напрежение от техните стандартни аналози. Основното предимство на мекото магнитно желязо, използвано в EV релейни котви, се крие в неговата комбинация от ниска коерцитивност и висока магнитна пропускливост. В момента на затваряне на веригата капацитивните товари генерират токов удар, който може да бъде няколко пъти по-голям от номиналния ток; това преходно пренапрежение може да доведе до стопяване и заваряване на контактите на конвенционалните релета. За разлика от стандартните материали, мекото магнитно желязо не прегрява поради хистерезисни загуби при условия на мигновен висок ток. Когато се комбинира с оптимизиран дизайн на напречното-сечение на сърцевината, този материал позволява плътността на магнитния поток да се поддържа под точката на насищане, като гарантира, че движещата се арматура остава свободна от магнитно залепване-дори когато токът на натоварване достигне десет пъти над номиналната си стойност. Устойчивостта на удар на арматурното ядро-на реле за високо напрежение не се отнася основно до „издръжливост на груба-сила“, а по-скоро до осигуряване, че магнитният поток има ясен път, който да следва-не остава нито наситен, нито застоял-по време на момента на удара. Тази способност разчита изцяло на синергичното взаимодействие между B-H кривата на материала и структурния дизайн.
Възможностите за потискане на дъгата и превключване в крайна сметка зависят от контактната система; следователно, надеждността на контактната система се определя от производствената прецизност на металните компоненти на арматурата на EV релето. Плоскостта на сърцевината на котвата трябва да се контролира в рамките на 0,02 mm, а грапавостта на повърхността (Ra) не трябва да надвишава 0,8 μm; дори и най-малкото изкривяване може да доведе до разместване на контакта, което води до отклоняване на дъгата на една страна по време на превключване и в резултат на ерозия на контакта. Хлабината в матрицата за щамповане обикновено е настроена на 3% до 5% от дебелината на материала; след процеса на заготовка, частите трябва да бъдат премахнати и закалени, за да се облекчат вътрешните напрежения, като по този начин се предотврати постепенна деформация по време на последващо сглобяване. Позиционният толеранс за монтажните отвори е строго контролиран в рамките на ±0,1 mm; неспазването на този толеранс може да доведе до наклонена сърцевина на арматурата след сглобяването, което води до неравномерно контактно налягане и условия на локализирано прегряване-, които в крайна сметка предизвикват повреда на устройството.
Повърхностната обработка служи като последна гаранция за-дългосрочната надеждност на сърцевината на арматурата. Арматурните плочи в EV релетата обикновено са произведени от чисто желязо, чиято основна слабост е податливостта му към окисление. Тъй като ръждата действа като електрически изолатор, нейното присъствие увеличава магнитната въздушна междина във веригата и намалява силата на магнитно привличане. В инженерната практика компонентите обикновено са покрити с никел или цинк; дебелината на покритието се контролира в диапазон от 3 до 8 μm-по-специално, по-голяма или равна на 5 μm за стандартни работни среди и по-голяма от или равна на 8 μm за корозивни среди. Освен че осигурява защита от ръжда, покритието също така служи за намаляване на контактното съпротивление, тъй като оксидите на никела и цинка показват значително по-висока електрическа проводимост от железните оксиди. При тестове за корозия от солен спрей, правилно нанесен слой покритие трябва да издържи на излагане над 1000 часа, без да показва признаци на "червена ръжда". Повреда в -ядрото на арматурата на реле за високо напрежение рядко възниква по време на първия му цикъл на задействане; вместо това обикновено започва с корозия, започваща при микроскопични дупчици в покриващия слой, което води до постепенно увеличаване на магнитното съпротивление и година-над-година спад на магнитното привличане-процес на влошаване, който често остава незабелязан, докато последваща-операция за предварително зареждане не успее.
Петте основни възможности на релетата за постоянен ток с високо{0}}напрежение-високо-издържливост на напрежение, издръжливост на натоварване, устойчивост на удар, потискане на дъгата и капацитет на прекъсване-в крайна сметка се събират в един компонент: арматурата. Съставът на материала диктува магнитните свойства; прецизността определя подравняването на контакта; и повърхностното покритие гарантира-дългосрочна надеждност-всеки от тях е незаменим. В отговор на изискванията на 800V платформи и тенденцията към ултра-бързо зареждане, изборът на материали и производствени процеси се измества от подход, основан на-опит, към подход, ръководен от симулация; анализът на магнитните вериги с крайни елементи и щамповането на пружинната компенсация вече са станали стандартна практика в дизайна.
Често задавани въпроси
1. Какъв материал се използва за меката магнитна арматура за EV реле?
EV релейните арматури обикновено се произвеждат от високо{0}}чисто желязо или меко магнитно желязо поради тяхната висока магнитна пропускливост и ниска коерцитивност.
2. Защо чистото желязо е предпочитано за арматурата от чисто желязо за EV реле?
Чистото желязо осигурява бързо намагнитване и размагнитване, осигурявайки надеждно превключване на релета за постоянен ток с високо-напрежение.
3. Какво покритие се използва върху подвижната арматурна плоча за EV реле?
Никелирането и цинковото покритие обикновено се прилагат за подобряване на устойчивостта на корозия и дългосрочните-магнитни характеристики.
свържете се с нас
Ако в момента избиратеАрматура за електромагнитно EV релепроект в рамките на сектора на новите енергийни превозни средства или ако оценявате устойчивостта на удар на съществуващо решение, ви каним да се свържете с нас, за да получите продуктови спецификации и подробни предложения за сътрудничество, съобразени с конкретния ви сценарий на приложение.
