如何選擇衝擊電流保護電路的繼電器
發布時間:2023-12-27 責任編輯:lina
【導讀】衝擊電流是指為設備接通電源後瞬間流動的、遠(yuan)遠(yuan)超(chao)出(chu)穩(wen)定(ding)值(zhi)的(de)大(da)電(dian)流(liu)。在(zai)逆(ni)變(bian)器(qi)電(dian)路(lu)等(deng)上(shang),為(wei)電(dian)容(rong)器(qi)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan)時(shi)會(hui)先(xian)充(chong)電(dian),所(suo)以(yi)剛(gang)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan)後(hou)會(hui)流(liu)動(dong)極(ji)大(da)電(dian)流(liu)。衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)是(shi)一(yi)種(zhong)超(chao)出(chu)常(chang)規(gui)數(shu)十(shi)倍(bei)的(de)電(dian)流(liu),會(hui)對(dui)電(dian)路(lu)內(nei)的(de)元(yuan)件(jian)或(huo)配(pei)線(xian)施(shi)加(jia)很(hen)大(da)負(fu)載(zai),所(suo)以(yi)會(hui)引(yin)發(fa)元(yuan)件(jian)損(sun)傷(shang)或(huo)電(dian)氣(qi)幹(gan)擾(rao)、功率損耗等問題。
在對氣候變化的擔憂日益加深、削(xue)減(jian)溫(wen)室(shi)效(xiao)益(yi)氣(qi)體(ti)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)的(de)形(xing)勢(shi)下(xia),太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)的(de)供(gong)電(dian)方(fang)法(fa)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang)量(liang)少(shao)於(yu)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)的(de)清(qing)潔(jie)發(fa)電(dian)方(fang)法(fa)愈(yu)發(fa)引(yin)起(qi)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)。但(dan)是(shi),由(you)於(yu)可(ke)再(zai)生(sheng)資(zi)源(yuan)的(de)發(fa)電(dian)會(hui)受(shou)到(dao)天(tian)氣(qi)及(ji)季(ji)節(jie)的(de)影(ying)響(xiang),所(suo)以(yi)穩(wen)定(ding)供(gong)電(dian)成(cheng)為(wei)難(nan)以(yi)解(jie)決(jue)的(de)課(ke)題(ti)。而(er)蓄(xu)電(dian)池(chi)可(ke)存(cun)儲(chu)發(fa)電(dian)的(de)電(dian)力(li),所(suo)以(yi)可(ke)在(zai)發(fa)電(dian)不(bu)穩(wen)定(ding)或(huo)電(dian)力(li)需(xu)求(qiu)較(jiao)高(gao)時(shi)實(shi)現(xian)供(gong)電(dian)的(de)穩(wen)定(ding)化(hua)。蓄(xu)電(dian)係(xi)統(tong)(ESS:Energy Storage System)為直流電源,所以充電/放電電路上都使用直流電路。在不斷實現高電壓化的蓄電係統上,直流電路的安全控製變得愈發重要。
在這些係統中,抑製電源接通後瞬間所生衝擊電流的衝擊電流防止電路(預充電路)和對設備內殘留電氣進行快速放電以確保使用安全性的放電電路發揮著重要作用。
何謂衝擊電流?
衝擊電流是指為設備接通電源後瞬間流動的、遠(yuan)遠(yuan)超(chao)出(chu)穩(wen)定(ding)值(zhi)的(de)大(da)電(dian)流(liu)。在(zai)逆(ni)變(bian)器(qi)電(dian)路(lu)等(deng)上(shang),為(wei)電(dian)容(rong)器(qi)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan)時(shi)會(hui)先(xian)充(chong)電(dian),所(suo)以(yi)剛(gang)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan)後(hou)會(hui)流(liu)動(dong)極(ji)大(da)電(dian)流(liu)。衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)是(shi)一(yi)種(zhong)超(chao)出(chu)常(chang)規(gui)數(shu)十(shi)倍(bei)的(de)電(dian)流(liu),會(hui)對(dui)電(dian)路(lu)內(nei)的(de)元(yuan)件(jian)或(huo)配(pei)線(xian)施(shi)加(jia)很(hen)大(da)負(fu)載(zai),所(suo)以(yi)會(hui)引(yin)發(fa)元(yuan)件(jian)損(sun)傷(shang)或(huo)電(dian)氣(qi)幹(gan)擾(rao)、功率損耗等問題。
為何需要衝擊電流防止電路?
機械式繼電器廣泛用於電源開閉,主要用於確保高電壓或大電流的安全通電、開(kai)閉(bi)。繼(ji)電(dian)器(qi)一(yi)旦(dan)因(yin)過(guo)剩(sheng)電(dian)氣(qi)負(fu)載(zai)而(er)損(sun)壞(huai),電(dian)路(lu)就(jiu)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)發(fa)揮(hui)功(gong)能(neng),從(cong)而(er)可(ke)能(neng)引(yin)發(fa)火(huo)災(zai)。即(ji)使(shi)不(bu)會(hui)損(sun)壞(huai),也(ye)會(hui)因(yin)元(yuan)件(jian)的(de)異(yi)常(chang)發(fa)熱(re)等(deng)而(er)可(ke)能(neng)對(dui)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)等(deng)周(zhou)圍(wei)元(yuan)件(jian)造(zao)成(cheng)惡(e)劣(lie)影(ying)響(xiang)。
近(jin)年(nian)來(lai),隨(sui)著(zhe)設(she)備(bei)的(de)高(gao)電(dian)壓(ya)化(hua)發(fa)展(zhan),確(que)保(bao)電(dian)路(lu)整(zheng)體(ti)安(an)全(quan)所(suo)需(xu)的(de)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)防(fang)止(zhi)電(dian)路(lu)愈(yu)發(fa)成(cheng)為(wei)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)上(shang)的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)之(zhi)一(yi)。此(ci)外(wai),衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)防(fang)止(zhi)電(dian)路(lu)還(hai)承(cheng)擔(dan)著(zhe)穩(wen)定(ding)電(dian)路(lu)運(yun)行(xing)的(de)重(zhong)要(yao)職(zhi)責(ze)。一(yi)旦(dan)產(chan)生(sheng)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu),即(ji)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)不(bu)穩(wen)定(ding),從(cong)而(er)使(shi)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)的(de)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)。衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)防(fang)止(zhi)電(dian)路(lu)可(ke)避(bi)免(mian)這(zhe)樣(yang)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai),還(hai)可(ke)有(you)效(xiao)發(fa)揮(hui)穩(wen)定(ding)電(dian)路(lu)、確保正常運行的作用。
衝擊電流防止電路結構
衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)防(fang)止(zhi)電(dian)路(lu)是(shi)一(yi)種(zhong)為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)控(kong)製(zhi)電(dian)氣(qi)負(fu)載(zai)而(er)使(shi)用(yong)的(de)繼(ji)電(dian)器(qi)等(deng)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)在(zai)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan)時(shi)瞬(shun)間(jian)流(liu)動(dong)的(de)大(da)電(dian)流(liu)所(suo)致(zhi)損(sun)傷(shang)而(er)避(bi)免(mian)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)流(liu)動(dong)的(de)電(dian)路(lu)。
接通電源時(電容器中充滿電為止)
在需要向逆變器電路等電容器充電的電路上,剛接通電源後會流動大電流(衝擊電流)。因此,為了防止這種電流所致電路損傷,需另行設置編入了衝擊電流防止電阻(預充電阻)的電流路徑(旁通電路),以便使電流在電容器充滿電前流入衝擊電流防止電阻。
這種衝擊電流防止電阻在防止大電流流動時,無需繼電器本身具有耐衝擊電流性能。
雖然允許電流也會根據電路結構而異,但一般可使用10~20A電流的繼電器。
電容器中充滿電後
在電氣已存儲於電容器、電流變得足夠小時,將電流流動路徑切換為主電路。
何謂放電電路?
為何需要放電電路?
nibianqidianludengshangdefangdiandianlushizhishicunchuyudianrongqidedianqijinxingfangdiandedianlu。jishiqieduandianyuan,youyudianqiyicunchuyudianrongqinei,suoyizhijiejiechulianjieqibujianghuidaozhichudian。
在蓄電係統中,如果放電時間超過1.0秒,則有義務粘貼記載了電壓下降至安全等級所需時間的警告標簽。(JIS C4412-1)
要想確保安全使用,對電路內電氣進行放電所需的電路不可或缺。
放電電路結構
fangdiandianlutongguoxiangfangdiandianzuliurudianqi,jiangdianqizhuanhuanweirenengjinxingfangdian。youyuzaifangdiandianlushangyebianruleyuchongjidianliufangzhidianluxiangtongdedianzu,suoyijidianqibenshenwuxuliudongdadianliu。’
歐姆龍的哪些繼電器適用於衝擊電流防止電路/放電電路?
如上所述,衝擊電流防止電路上編入了電阻,可防止衝擊電流本身的流動,所以無需繼電器本身具有耐衝擊電流性能。
例如:在CHAdeMO協議會上統一的、最大可使用90kW直流的快速充電方法中,規定連接車輛接觸器時流入充電連接器電源線的電流應在20A以下。
基於上述條件、適用於上圖所示繼電器①③的歐姆龍繼電器產品陣容如下所示。在極為注重安全的電路上,您是否要考慮一下使用追求質量的歐姆龍大容量繼電器呢?
用於歐姆龍的衝擊電流防止電路/放電電路的大容量繼電器產品陣容
歐姆龍通過豐富的產品陣容提供適用於客戶應用的繼電器。
通過計算公式輕鬆計算!
選擇適用於應用的繼電器
使用能夠承受多大電流和電壓的繼電器比較好,取決於客戶希望在接通電源後以多快的速度完成電容器的預充電(充電),也就是希望以多快的速度使設備進入運行狀態。要想盡快進行預充電,則需要能夠承受較大電流的繼電器。
要求繼電器在特定時間內完成預充電的電流值通過以下計算即可輕鬆算出。
以下圖所示RC串聯電路(以串聯方式連接電阻與電容器的電路)為例進行說明。
開啟繼電器前,將存儲於電容器中的電量Q[C]視為零。
如上所述,接通電源後所生大電流是電容器充滿電前的過渡現象(非穩定狀態)。隨著時間變化流入電路的電流會逐漸變小至一定數值。
電流I[t]可通過以下公式進行計算。
在電阻以串聯方式連接的電路上,電壓將被分壓為電容器和電阻的電壓。
E(電源電壓)=EC+ER
電容器電壓EC可通過以下公式進行計算。
電容器電壓從0開始,電氣存儲於電容器內,在完成預充電後,電壓即會變為電源電壓E。
相反,電阻電壓從電源電壓E開始,電流在電容器完成充電後就不會再流動,電阻電壓變為0。
使用①和②的公式,預充電(充電)所需時間與電容器電源/電壓的關係如下所示。
<電路條件>
電容器容量:C[uF]=5000uF
充電電阻:R[Ω]=47Ω
電源電壓:設置為E[V]=300V時
應使電容器電壓盡量接近電源電壓,否則將會產生較大的衝擊電流。在上圖所示的電路條件下,由於電源電壓為E[V]=300V,所以需將電容器電壓接近300V的數值設置為預充電結束的電壓值。
例如:將充電結束的電壓值設置為295V。如果選擇1秒即可使Ec[V]達到295V的電阻(R[Ω]= 47Ω),則使用公式①,最大電流I[max]為6.4V。
也就是說,想要1秒結束預充電、並切換為無電阻的主電路時,選擇可進行10A通電的繼電器。請根據用戶的設計選擇適用的繼電器。
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