Công tắc tơ và cầu chì DC hoạt động cùng nhau như thế nào?

I. Định nghĩa chức năng: Kiến trúc bảo vệ hai lớp với các vai trò được xác định rõ ràng

Công tắc tơ DC: Công tắc điều hành có thể điều khiển được

Công tắc tơ DC là một thiết bị chuyển mạch cơ điện dùng để kết nối và ngắt kết nối các mạch DC công suất cao theo lệnh của hệ thống điều khiển. Các chức năng cốt lõi của nó trong trạm sạc bao gồm:

•Điều khiển khởi động/dừng sạc: Đóng để thiết lập đường dẫn sạc theo lệnh từ BMS hoặc bộ điều khiển sạc và mở để ngắt kết nối sau khi hoàn thành.

•Cách ly khẩn cấp: Thực hiện ngắt kết nối nguồn có kiểm soát khi nhận được lệnh khi hệ thống phát hiện các tình trạng bất thường như lỗi quá nhiệt, quá điện áp hoặc lỗi cách điện.

•Quản lý tính phí trước: Hoạt động với điện trở sạc trước để hạn chế dòng điện khởi động trước khi mạch chính được cấp điện, bảo vệ tụ điện bus.

Cầu chì DC: Thiết bị bảo vệ thụ động tối ưu

Cầu chì là một bộ phận bảo vệ sử dụng một lần có tác dụng ngắt dòng điện sự cố một cách đáng tin cậy trước khi chúng gây ra hư hỏng không thể phục hồi. Sự khác biệt cơ bản giữa cầu chì tác động nhanh cấp bán dẫn được sử dụng trong trạm sạc DC và cầu chì công nghiệp thông thường là:

•Phản hồi ở cấp độ micro giây: Nhanh hơn nhiều so với hàng chục mili giây cần thiết cho hoạt động cơ học của công tắc tơ.

•Đặc tính giới hạn dòng điện: Hạn chế năng lượng dòng điện sự cố trong giới hạn chịu đựng của các thiết bị nguồn hạ lưu (IGBT/SiC).

•Khả năng làm nguội hồ quang DC: Sự gián đoạn đáng tin cậy trong các hệ thống DC 500V–1500V mà không có nguy cơ đánh lửa lại.

•Tóm tắt vị trí: Công tắc tơ là "cổng an toàn" được điều khiển; cầu chì là “tuyến phòng thủ cuối cùng” không thể thiếu.

II. Logic kỹ thuật của kết hợp phối hợp

Thiết kế bảo vệ trạm sạc không chỉ đơn giản là lắp đặt hai thiết bị trong cùng một vỏ. Mối quan hệ phối hợp của chúng tạo thành logic kỹ thuật cốt lõi của kiến ​​trúc bảo vệ phân lớp.

Cấu trúc liên kết mạch điện điển hình

Đầu vào lưới → Mô-đun AC/DC → Bus DC → Cầu chì → Công tắc tơ chính → Công tắc tơ sạc trước + Điện trở → Giao diện xe

Hệ thống phân cấp bảo vệ và thời gian phản hồi

Các dạng thất bại điển hình do sự phối hợp không phù hợp

Tiêu chí thiết kế cốt lõi: Giá trị I2t cho phép đi qua cầu chì phải nhỏ hơn giá trị I2t chịu được ngắn mạch của công tắc tơ được bảo vệ.

III. Năm thông số kỹ thuật chính để so khớp và lựa chọn

1. Điện áp định mức: DC-Cụ thể với biên độ rộng

Vì dòng điện một chiều không có điểm giao nhau tự nhiên nên việc dập tắt hồ quang khó khăn hơn nhiều so với hệ thống điện xoay chiều. Do đó, logic lựa chọn cho các thiết bị dành riêng cho DC về cơ bản khác với các thiết bị AC.

Nguyên tắc lựa chọn: Điện áp định mức của cả cầu chì và công tắc tơ phải ≥ điện áp bus DC tối đa của hệ thống.

•Nền sạc 800V → Định mức 1000V DC hoặc cao hơn được khuyến nghị

•Hệ thống lưu trữ năng lượng 1500V → Phải chọn mức 1500V DC trở lên

Cảnh báo kỹ thuật: Nghiêm cấm việc thay thế các sản phẩm được xếp hạng AC cho các thiết bị dành riêng cho DC. Việc không dập tắt hồ quang một cách hiệu quả trong quá trình gián đoạn sự cố có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc.

2. Dòng điện định mức: Biên cho công tắc tơ, tính toán I2t cho cầu chì

Công tắc tơ DC:

• Định mức dòng điện liên tục phải vượt quá dòng điện đầu ra tối đa của trạm sạc.

•Hệ số kinh nghiệm kỹ thuật: Lựa chọn được đề xuất ở mức khoảng 1,2×.

Cầu chì DC:

•Việc lựa chọn không được chỉ dựa vào dòng điện định mức; I2t và khả năng phá vỡ phải được đánh giá toàn diện.

•I²t nóng chảy của cầu chì phải dưới mức chịu được I²t của mô-đun bán dẫn được bảo vệ (IGBT/SiC).

•Hệ số kinh nghiệm kỹ thuật: Lựa chọn được đề xuất ở mức khoảng 1,5×.

Dòng YRSA từ Chiết Giang Galaxy Fuse bao gồm điện áp định mức từ 690V đến 1500V và dòng điện định mức từ 10A đến 3000A, có các phần tử cầu chì có tiết diện thay đổi bằng đồng nguyên chất hoặc bạc nguyên chất mạ bạc, được đặt trong các ống gốm alumina có độ bền cao, với cát thạch anh có độ tinh khiết cao làm môi trường dập hồ quang.

3. Sự phối hợp I²t: Thông số cốt lõi của thiết kế phù hợp

I²t (ampe-bình phương-giây) là chỉ báo định lượng quan trọng nhất trong việc lựa chọn cầu chì và công tắc tơ phù hợp.

Mối quan hệ ràng buộc lựa chọn:

Dòng cầu chì tác dụng nhanh của Galaxy Fuse có giá trị I2t thấp, khả năng hạn chế dòng điện mạnh và khả năng cắt cao nên phù hợp để bảo vệ ngắn mạch cho các thiết bị bán dẫn và thiết bị hoàn chỉnh.

4. Phối hợp chọn lọc thời gian-hiện tại

Trong kiến ​​trúc bảo vệ đa cấp, thiết bị bảo vệ gần điểm lỗi nhất phải hoạt động trước tiên.

5. Nhiệt độ môi trường xung quanh và giảm tải

Các trạm sạc được triển khai trên nhiều môi trường khác nhau, với các yêu cầu kỹ thuật trải dài từ nhiệt độ thấp -40°C đến nhiệt độ cao +85°C. Cả cầu chì và công tắc tơ đều phải được giảm công suất theo nhiệt độ môi trường thực tế.

IV. Cầu chì Galaxy: Sự lựa chọn chuyên nghiệp để bảo vệ trạm sạc DC

Được thành lập vào năm 1980,Chiết Giang Galaxy Fuse Co., Ltd. là một doanh nghiệp cầu chì chuyên nghiệp tích hợp R & D, thử nghiệm, sản xuất, bán hàng và xuất nhập khẩu. Là doanh nghiệp chủ chốt trực thuộc Bộ Xây dựng Máy móc cũ và là nhà sản xuất cầu chì hàng đầu tại Trung Quốc, các sản phẩm chính của công ty bao gồm cầu chì quang điện DC, cầu chì xe năng lượng mới và cầu chì trạm sạc. Sản phẩm tuân thủ tiêu chuẩn IEC 60269, GB/T 13539.4 cũng như các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế khác, đồng thời được xuất khẩu tới hơn 80 quốc gia và khu vực bao gồm Châu Âu, Châu Mỹ, Đông Nam Á và Trung Đông.

Dòng sản phẩm bảo vệ DC được đề xuất cho các trạm sạc

Ưu điểm kỹ thuật cốt lõi của Galaxy Fuse

•Chứng chỉ quốc tế đầy đủ: Nhiều dòng sản phẩm đã đạt chứng chỉ TÜV, UL, CE và CQC. Hệ thống quản lý bao gồm IATF 16949, ISO 9001, ISO 14001 và ISO 45001.

•Giải pháp phối hợp trưởng thành: Kinh nghiệm phối hợp kỹ thuật sâu rộng với các công tắc tơ DC chính thống và các giải pháp lựa chọn hoàn thiện.

•Hỗ trợ dữ liệu kỹ thuật hoàn chỉnh: Cung cấp các đường cong I2t đo được và đường cong dòng điện cắt để tạo điều kiện cho việc tính toán phối hợp chính xác với công tắc tơ.

•Tích lũy kỹ thuật sâu: Nắm giữ hơn 48 bằng sáng chế và mô hình tiện ích để sản xuất sản phẩm cầu chì và được công nhận là doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia vào năm 2017.

•Tiêu chuẩn ngành tham gia: Sản phẩm tuân thủ GB/T 13539.4, IEC 60269 và nhiều tiêu chuẩn trong nước và quốc tế khác.

V. Kết luận

Sự kết hợp giữa công tắc tơ và cầu chì trong các trạm sạc DC có thể được tóm tắt về mặt kỹ thuật như sau: phân lớp chức năng, phối hợp thời gian và khóa liên động tham số.

•Cầu chì đảm nhận chức năng ngắt dòng ngắn mạch ở mức micro giây để đảm bảo an toàn cho IGBT/SiC và các chất bán dẫn điện khác.

• Công tắc tơ chịu trách nhiệm quản lý chuyển mạch có kiểm soát, thực hiện các lệnh khởi động/dừng thông thường và cách ly khẩn cấp.

•Cả hai đóng vai trò dự phòng dự phòng lẫn nhau, tạo thành một rào cản an toàn kép.

Khi được kết hợp hợp lý, mỗi người sẽ thực hiện nhiệm vụ riêng của mình với khả năng phòng thủ theo từng lớp; khi không khớp, hậu quả sẽ dao động từ lỗi bảo vệ đến hỏng thiết bị.

Với hơn 40 năm cống hiến cho hoạt động R&D và sản xuất cầu chì chất lượng cao, Galaxy Fuse cam kết cung cấp các giải pháp bảo vệ mạch điện an toàn và đáng tin cậy cho các trạm sạc DC.

Để được hỗ trợ kỹ thuật về lựa chọn cầu chì cho hệ thống bảo vệ trạm sạc DC hoặc phối hợp với công tắc tơ, vui lòngliên hệ với nhóm kỹ thuật Galaxy Fuse.