Реле постійного струму-високої напруги служить остаточним запобіжником електричної безпеки в нових транспортних засобах. Він несе виключну відповідальність за керування електричним з’єднанням і роз’єднанням між акумуляторною батареєю та контролером двигуна-встановлення з’єднання під час роботи системи, забезпечення ізоляції, коли система вимкнено, і розривання ланцюга в разі несправності. Без цього важливого компонента електромобіль не зможе ні запуститися, ні безпечно зупинитися. Проте саме такий, здавалося б, простий внутрішній елемент-Ярір реле EV- є основним фактором, який визначає, чи можуть контакти реле надійно замикатися та роз’єднуватися за умов високої напруги та сильного струму. Його склад матеріалу, точність виготовлення та обробка поверхні безпосередньо визначають рейтинг безпеки всієї збірки реле.
У середньому новий транспортний засіб оснащено п’ятьма-вісьмома високовольтними реле постійного струму, включаючи основні реле, реле попередньої зарядки, реле швидкої зарядки та реле допоміжного обладнання. Логіка роботи арматури реле EV проста: коли на котушку подається напруга, вона створює магнітне поле, яке притягує рухомий залізний сердечник, долаючи натяг пружини для замикання електричних контактів; навпаки, коли живлення припиняється, магнітне поле розсіюється, і пружина повертає сердечник у вихідне положення, тим самим розмикаючи ланцюг. Однак у платформах високої-напруги, що працюють при напрузі 400 В або навіть 800 В, ця послідовність «зачеплення-і-відпускання» має виконуватися протягом кількох мілісекунд. Одночасно арматура має витримувати струми навантаження, що досягають сотень ампер, а також інтенсивний удар електричною дугою, що виникає під час моменту розриву ланцюга-в умовах, які висувають надзвичайно суворі вимоги до швидкості відгуку арматури та магнітних характеристик.
Вибір матеріалу для рухомої арматури є основною технічною перешкодою. Арматура для реле EV зазвичай штампується з листів чистого заліза; цей вибір обумовлений винятково високою магнітною проникністю чистого заліза та надзвичайно низькою коерцитивністю. При подачі напруги він намагнічується і швидко зачіпається; і навпаки, після відключення живлення він розмагнічується та швидко відпускається, уникаючи будь-якого затримки відключення, викликаного магнітним гістерезисом. Крім того, чисте залізо може похвалитися інтенсивністю магнітної індукції насичення, що перевищує 2,1 Тесла, що дає йому змогу генерувати достатнє електромагнітне тяжіння-навіть за обмежень обмежених ампер-витків котушки-, щоб подолати протидіючу силу, яку діють контактні пружини. Якщо матеріал містить надмірні рівні вуглецю або домішок, його магнітні властивості погіршуються; це може призвести до проблем, коли реле не вдається повністю ввімкнути або відпустити, що безпосередньо призводить до контактного зварювання або зчеплення.
Витривалість під високою{0}}напругою — це не лише проблема електричної ізоляції; це принципово проблема в дизайні магнітного кола. Конструктивно арматура для електромагнітних реле EV вимагає точного контролю повітряного зазору між рухомим якорем і нерухомим сердечником: якщо зазор занадто вузький, він стає чутливим до діелектричного пробою під високою напругою; навпаки, якщо зазор занадто широкий, магнітне опір збільшується, що вимагає більшого струму котушки для досягнення зачеплення. У інженерній практиці зазвичай використовується багато-етапна ізоляційна структура, яка передбачає нанесення -температур-ізоляційного лаку на поверхні серцевини та заповнення контактних проміжків дуго-гасильним середовищем. Це гарантує, що поверхнева розтока не відбувається, коли контакти роз'єднуються під робочою напругою 800 В. Також оптимізована геометрія рухомої арматури; E-- або U--подібні структури використовуються для ефективного розсіювання магнітного потоку, таким чином запобігаючи коливанням сили притягання, викликаним локальним магнітним насиченням.
Стійкість до стрибків струму є важливою особливістю, що відрізняє-високовольтні реле від стандартних аналогів. Основна перевага м’якого магнітного заліза, що використовується в арматурі реле EV, полягає в поєднанні низької коерцитивної сили та високої магнітної проникності. У момент замикання ланцюга ємнісні навантаження створюють стрибок струму, який може в декілька разів перевищувати величину номінального струму; цей перехідний імпульс може спричинити оплавлення та зварювання контактів звичайних реле. На відміну від стандартних матеріалів, магнітомягке залізо не перегрівається через гістерезисні втрати в умовах миттєвого великого струму. У поєднанні з оптимізованою конструкцією поперечного-перерізу сердечника цей матеріал дозволяє підтримувати щільність магнітного потоку нижче точки насичення, гарантуючи, що рухомий якор залишається вільним від магнітного прилипання-навіть коли струм навантаження досягає вдесятеро більшого номінального значення. Стійкість до ударів сердечника якоря високовольтного реле-загалом не пов’язана з «витривалістю-під дією грубої сили», а радше про те, щоб магнітний потік мав вільний шлях-не залишаючись ані насиченим, ані застійним-під час удару. Ця здатність повністю залежить від синергічної взаємодії між кривою B-H матеріалу та структурним дизайном.
Можливості гасіння дуги та перемикання в кінцевому рахунку залежать від контактної системи; отже, надійність контактної системи визначається точністю виготовлення металевих компонентів арматури реле EV. Площинність сердечника арматури повинна контролюватися в межах 0,02 мм, а шорсткість його поверхні (Ra) не повинна перевищувати 0,8 мкм; навіть найменше викривлення може призвести до зміщення контактів, що призведе до відхилення дуги вбік під час перемикання та призведе до ерозії контакту. Зазор у штампі для штампування зазвичай встановлюється на рівні від 3% до 5% товщини матеріалу; після процесу штампування деталі повинні бути очищені від задирок і відпалені, щоб зняти внутрішні напруги, тим самим запобігаючи поступовій деформації під час наступного складання. Позиційний допуск для монтажних отворів суворо контролюється в межах ±0,1 мм; Недотримання цього допуску може призвести до нахиленого сердечника арматури після складання, що призведе до нерівномірного контактного тиску та локального перегріву-, що в кінцевому підсумку призведе до поломки пристрою.
Поверхнева обробка служить остаточною гарантією довгострокової-надійності серцевини арматури. Пластини якоря в реле EV зазвичай виготовляються з чистого заліза, основним недоліком якого є його сприйнятливість до окислення. Оскільки іржа діє як електричний ізолятор, її присутність збільшує магнітний повітряний зазор у ланцюзі та зменшує силу магнітного тяжіння. У інженерній практиці компоненти зазвичай покриваються нікелем або цинком; товщина покриття контролюється в діапазоні від 3 до 8 мкм-зокрема, більше або дорівнює 5 мкм для стандартних робочих середовищ і більше або дорівнює 8 мкм для корозійних середовищ. Окрім захисту від іржі, покриття також служить для зменшення контактного опору, оскільки оксиди нікелю та цинку мають значно вищу електропровідність, ніж оксиди заліза. У випробуваннях на корозію сольовим туманом правильно нанесений шар покриття повинен витримувати вплив протягом понад 1000 годин без прояву ознак «червоної іржі». Збій у -сердеві якоря реле високої напруги рідко виникає під час самого першого циклу спрацьовування; замість цього, як правило, починається корозія з мікроскопічних точкових отворів у шарі покриття, що призводить до поступового збільшення магнітного опору та зниження магнітного притягання-за-рік-. Процес погіршення, який часто залишається непоміченим, доки наступна-операція попереднього заряджання не закінчиться.
П’ять основних можливостей реле постійного струму з високою-напругою-висока-витримка напруги, стійкість до навантажень, стійкість до ударів, придушення дуги та відключаюча здатність-зрештою об’єднуються в одному компоненті: арматурі. Склад матеріалу визначає магнітні властивості; точність визначає вирівнювання контактів; а поверхневе покриття забезпечує-тривалу надійність-незамінне. У відповідь на вимоги платформ 800 В і тенденцію до над-швидкої зарядки вибір матеріалів і виробничих процесів змінюється від підходу, який-керується досвідом, до підходу, який керується моделюванням; Аналіз магнітних ланцюгів на основі кінцевих елементів і компенсація пружності штампування тепер стали стандартною практикою в дизайні.
Часті запитання
1. Який матеріал використовується для м’якої магнітної арматури для реле EV?
Якір реле електромобілів зазвичай виготовляють із-чистого заліза або м’якого магнітного заліза через їхню високу магнітну проникність і низьку коерцитивну силу.
2. Чому для арматури з чистого заліза для реле EV краще використовувати чисте залізо?
Чисте залізо забезпечує швидке намагнічування та розмагнічування, забезпечуючи надійне перемикання високовольтних реле постійного струму-.
3. Яке покриття використовується на рухомій пластині арматури для реле EV?
Покриття нікелюванням і цинкуванням зазвичай застосовують для покращення стійкості до корозії та довгострокових-магнітних характеристик.
зв'яжіться з нами
Якщо ви зараз обираєтеАрматура для електромагнітного реле EVпроект у секторі нових енергетичних транспортних засобів, або якщо ви оцінюєте ударостійкість існуючого рішення, ми запрошуємо вас зв’язатися з нами, щоб отримати специфікації продукту та детальні пропозиції щодо співпраці, адаптовані до вашого конкретного сценарію застосування.
