Στα ηλεκτρικά συστήματα ελέγχου, τα ρελέ, ως ευρέως χρησιμοποιούμενα στοιχεία μεταγωγής, επηρεάζουν άμεσα τη λειτουργική σταθερότητα ολόκληρης της συσκευής μέσω της διάρκειας ζωής και της αξιοπιστίας τους. Στην πραγματικότητα, η προστασία επαφής ρελέ είναι πιο αυστηρή από αυτή των MOSFET, επειδή τα ρελέ συνήθως πρέπει να χειρίζονται μεγαλύτερα ρεύματα φορτίου, ειδικά σε σενάρια μεταγωγής που περιλαμβάνουν επαγωγικά φορτία DC (όπως κινητήρες DC, συμπλέκτες DC και ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες DC). Όταν το επαγωγικό φορτίο είναι απενεργοποιημένο, η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη μπορεί να φτάσει εκατοντάδες ή ακόμα και χιλιάδες volt και η προκύπτουσα απότομη αύξηση μπορεί να μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών επαφών για φωτοβολταϊκά ρελέ ή ακόμη και να προκαλέσει πλήρη ζημιά. Ακόμη και με μικρά ρεύματα (όπως περίπου 1Α), η πίσω ηλεκτροκινητική δύναμη μπορεί να προκαλέσει τόξο, οδηγώντας σε μόλυνση των ηλεκτρικών επαφών για ρελέ ηλιακών πάνελ με οξείδιο μετάλλου, αυξάνοντας την αντίσταση επαφής και προκαλώντας τελικά αστοχία επαφής.
Κάτω από φορτία DC, οι λειτουργίες μεταγωγής υψηλής συχνότητας-μπορεί να οδηγήσουν σε μη φυσιολογική ηλεκτροχημική διάβρωση. Όταν συμβαίνει εκκένωση ηλεκτρικού τόξου, το άζωτο και το οξυγόνο στον αέρα αντιδρούν για να δημιουργήσουν διαβρωτικά προϊόντα. Αυτό το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα έντονο στις εφαρμογές Electric Contacts for PV Relay, όπου τα φωτοβολταϊκά συστήματα απαιτούν συνήθως συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση. Επιπλέον, η μεταφορά υλικού είναι επίσης μια σημαντική αιτία αστοχίας επαφής. Όταν ένα τμήμα επαφής λιώσει ή καταστραφεί, το μεταλλικό υλικό υφίσταται κατευθυντική μεταφορά, συνήθως κοίλο στην κάθοδο και κυρτό στην άνοδο. Με την πάροδο του χρόνου, οι μη ισορροπημένες επαφές μπορεί να κολλήσουν μεταξύ τους, εμποδίζοντας τη σωστή αποσύνδεση του ρελέ.
Για τις ηλεκτρικές επαφές για ρελέ ηλιακού πίνακα και τις σταθερές ασημένιες επαφές για ρελέ ηλιακής ενέργειας, το ρεύμα εισόδου από υψηλά-ρεύματα φορτία (ειδικά χωρητικά και επαγωγικά φορτία) μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρικό τόξο, προκαλώντας συγκόλληση επαφής. Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχουν μόνο δύο αποτελεσματικές στρατηγικές: η μία είναι η χρήση κυκλωμάτων προστασίας επαφής και η άλλη είναι η επιλογή υλικών επαφής με αντίσταση στη μεταφορά υλικού, όπως επαφές ασημιού-οξειδίου κασσίτερου, ασημιού-βολφραμίου ή ασημιού-σύνθετων επαφών χαλκού. Υπό κανονική θερμοκρασία και πίεση, η τάση διάσπασης των βασικών διηλεκτρικών στον αέρα είναι 200–300 V. Επομένως, ο στόχος καταστολής είναι συνήθως ο έλεγχος της τάσης στις επαφές στα 200 V ή χαμηλότερα για να μειωθεί η πιθανότητα δημιουργίας τόξου.
Υπάρχουν τρεις κύριες λύσεις ώριμων κυκλωμάτων για την προστασία των επαγωγικών φορτίων DC. Το πρώτο είναι ένα κύκλωμα σειράς RC στην πλευρά του πηνίου του ρελέ, κατάλληλο για εφαρμογές όπου η ονομαστική τάση λειτουργίας του ρελέ είναι χαμηλότερη από την τάση τροφοδοσίας ρεύματος. Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί το χαρακτηριστικό ότι η τάση σε έναν πυκνωτή δεν μπορεί να αλλάξει απότομα τη στιγμή του κλεισίματος, εφαρμόζοντας υψηλότερη τάση στο πηνίο για να επιταχύνει την ταχύτητα κλεισίματος. Το δεύτερο είναι ένα παράλληλο κύκλωμα RC στην πλευρά διμεταλλικού πριτσίνι για ρελέ Φ/Β μετατροπέα. Κατά την αποσύνδεση, η ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται από το ίδιο το πηνίο-εκφορτώνεται μέσω του κυκλώματος RC, παρατείνοντας τον τρέχοντα χρόνο διάσπασης και σβήνοντας έτσι το τόξο. Το τρίτο, και πιο συνηθισμένο, είναι το κύκλωμα παράλληλης διόδου, που χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία του τρανζίστορ του οδηγού. Όταν το τρανζίστορ είναι απενεργοποιημένο, η δίοδος σφίγγει την ηλεκτροκινητική δύναμη που προκαλείται από τον εαυτό του-του πηνίου στα 0,7 V (τρανζίστορ πυριτίου) ή 0,2 V (τρανζίστορ γερμανίου), αποτρέποντας τη ζημιά στο εξάρτημα του οδηγού.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι μια τυπική δίοδος παρατείνει σημαντικά τον χρόνο επιστροφής του ρελέ, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια του τόξου και αντίστροφα μειώνοντας τη διάρκεια ζωής της επαφής. Ένα ρελέ με μια δίοδο συνδεδεμένη στο πηνίο μπορεί να έχει χρόνο απελευθέρωσης 9,8 ms, ενώ ο χρόνος επιστροφής χωρίς δίοδο είναι μόνο 1,5 ms. Η χρήση μιας διόδου Zener σε σειρά με μια μικρή-δίοδο σήματος μπορεί να μειώσει το χρόνο σε 1,9 ms, καθιστώντας την καλύτερη επιλογή. Για εφαρμογές DC υψηλής τάσης, όπως Ηλεκτρικές Επαφές για Ηλιακό Ρελέ DC και Σταθερές Ασημένιες Επαφές για Ρελέ HVDC αποθήκευσης ενέργειας νέας ενέργειας PV, ο σωστός σχεδιασμός κυκλώματος προστασίας είναι ιδιαίτερα σημαντικός επειδή τα τόξα DC είναι πιο δύσκολο να σβήσουν από τα τόξα AC.
Υπάρχουν δύο άχρηστες μέθοδοι προστασίας που πρέπει να αποφεύγουν οι ηλεκτρολόγοι σε πρακτικές εφαρμογές. Η πρώτη είναι η χρήση μη αντιστοιχισμένων στοιχείων προστασίας σε σενάρια μεταγωγής DC υψηλής-συχνότητας, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε μπλε-πράσινη διάβρωση των επαφών (που δημιουργείται από οξείδια του αζώτου λόγω εκφόρτισης ηλεκτρικού σπινθήρα). Το δεύτερο είναι η παράβλεψη φαινομένων μεταφοράς υλικών και η χρήση υλικών ακατάλληλων για υψηλές- υπερτάσεις ρεύματος στις ηλεκτρικές επαφές για ηλιακούς διακόπτες, οι οποίες μπορούν εύκολα να προκαλέσουν συγκόλληση με επαφή και πρόσφυση.
Για τα επαγωγικά φορτία, αν και ο χειρισμός είναι πιο δύσκολος από ό,τι για τα φορτία αντίστασης, η χρήση κατάλληλου συνδυασμού κυκλωμάτων προστασίας και υλικών επαφής μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση. Η προστασία του πηνίου του ρελέ είναι σχεδόν εξίσου σημαντική με την προστασία της οξειδωμένης ηλεκτρικής επαφής για το ηλιακό ρελέ. και τα δύο πρέπει να εξεταστούν ολιστικά. Στην πρακτική μηχανική, συνιστάται η σύνδεση ενός κυκλώματος κατάσβεσης τόξου RC-παράλληλα κατά μήκος των επαφών του ρελέ και η ταυτόχρονη σύνδεση ενός συνδυασμού διόδου-σειράς Zener παράλληλα στην πλευρά του πηνίου για να εξισορροπηθεί η σχέση μεταξύ έλξης-σε ταχύτητα, χρόνο απελευθέρωσης και διάρκεια ζωής επαφής.
Για περισσότερες τεχνικές συμβουλές σχετικά μεΚινούμενη επαφή για νέο ρελέ ενέργειαςπροστασία και επιλογή υλικού, επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικής προϊόντων μας. Προσφέρουμε μια-υπηρεσία ενιαίας στάσης από την προσαρμογή του υλικού επαφής έως τον σχεδιασμό του συστήματος προστασίας.
επικοινωνήστε μαζί μας
