V elektrických řídicích systémech relé jako široce používané spínací prvky přímo ovlivňují provozní stabilitu celého zařízení svou životností a spolehlivostí kontaktů. Ve skutečnosti je ochrana kontaktů relé přísnější než ochrana MOSFETů, protože relé obvykle potřebují zvládnout větší zátěžové proudy, zejména ve spínacích scénářích zahrnujících stejnosměrné indukční zátěže (jako jsou stejnosměrné motory, stejnosměrné spojky a stejnosměrné solenoidové ventily). Po vypnutí indukční zátěže může zpětná elektromotorická síla dosáhnout stovek nebo dokonce tisíců voltů a výsledné přepětí může výrazně snížit životnost elektrických kontaktů fotovoltaických relé nebo dokonce způsobit úplné poškození. I při malých proudech (např. kolem 1A) může zpětná elektromotorická síla spustit oblouk, což vede ke kontaminaci elektrických kontaktů relé solárních panelů oxidem kovu, zvyšuje se odpor kontaktů a v konečném důsledku způsobuje selhání kontaktu.
Při stejnosměrném zatížení může vysokofrekvenční spínání vést k abnormální elektrochemické korozi. Když dojde k výboji elektrického oblouku, reagují dusík a kyslík ve vzduchu a vytvářejí korozivní produkty. Tento problém je zvláště výrazný u elektrických kontaktů pro aplikace FV relé, kde fotovoltaické systémy obvykle vyžadují časté zapínání a vypínání. Kromě toho je přenos materiálu také významnou příčinou selhání kontaktu. Když se kontaktní část roztaví nebo poškodí, kovový materiál prochází směrovým přenosem, typicky konkávním na katodě a konvexním na anodě. V průběhu času se mohou nevyvážené kontakty slepit, což zabrání správnému odpojení relé.
U elektrických kontaktů pro relé solárního panelu a pevných stříbrných kontaktů pro relé solárního napájení může zapínací proud z vysoko{0}}proudových zátěží (zejména kapacitních a indukčních zátěží) generovat elektrický oblouk, který způsobí svaření kontaktů. V tomto případě existují pouze dvě účinné strategie: jednou je použití obvodů pro ochranu kontaktů a druhou je výběr kontaktních materiálů odolných vůči přenosu materiálu, jako jsou stříbro-oxid cínu, stříbro-wolfram nebo stříbro-měděné kompozitní kontakty. Za normální teploty a tlaku je průrazné napětí klíčových dielektrik ve vzduchu 200–300V. Proto je cílem potlačení obvykle řídit napětí na kontaktech na 200 V nebo nižší, aby se snížila pravděpodobnost oblouku.
Existují tři hlavní vyspělá obvodová řešení pro ochranu stejnosměrných indukčních zátěží. První je sériový RC obvod na straně cívky relé, vhodný pro aplikace, kde je jmenovité provozní napětí relé nižší než napájecí napětí. Tento obvod využívá charakteristiku, že napětí na kondenzátoru se nemůže náhle změnit v okamžiku sepnutí, přivedením vyššího napětí na cívku ke zrychlení rychlosti zavírání. Druhým je paralelní RC obvod na straně Bimetal Rivet for PV Inverter Relay. Při odpojení se samovolně indukovaná elektromotorická síla cívky vybije přes RC obvod, prodlouží dobu doznívání proudu a tím zhasne oblouk. Třetí a nejběžnější je obvod paralelní diody, primárně používaný k ochraně tranzistoru budiče. Když je tranzistor vypnutý, dioda sevře samovolně indukovanou elektromotorickou sílu cívky na 0,7 V (křemíkový tranzistor) nebo 0,2 V (germaniový tranzistor), čímž zabrání poškození součásti budiče.
Je důležité si uvědomit, že standardní dioda výrazně prodlužuje návratovou dobu relé, čímž prodlužuje dobu trvání oblouku a naopak zkracuje životnost kontaktů. Relé s diodou připojenou k cívce může mít dobu sepnutí 9,8 ms, zatímco doba návratu bez diody je pouze 1,5 ms. Použití Zenerovy diody v sérii s malou -signálovou diodou může zkrátit čas na 1,9 ms, takže je lepší volbou. Pro vysokonapěťové stejnosměrné aplikace, jako jsou elektrické kontakty pro solární stejnosměrné relé a pevné stříbrné kontakty pro relé HVDC pro ukládání nové energie FV energie, je zvláště důležitý správný návrh ochranného obvodu, protože stejnosměrné oblouky je obtížnější uhasit než střídavé oblouky.
Existují dva nepoužitelné způsoby ochrany, kterým se musí elektrikáři v praktických aplikacích vyhnout. Prvním je použití neodpovídajících ochranných komponent ve scénářích stejnosměrného vysokofrekvenčního spínání-, což může vést k modro-zelené korozi kontaktů (generované oxidy dusíku v důsledku elektrického jiskrového výboje). Druhým je ignorování jevů přenosu materiálu a používání materiálů nevhodných pro-vysokoproudové rázy v elektrických kontaktech pro solární spínače, které mohou snadno způsobit přivaření a adhezi kontaktů.
U indukčních zátěží, i když je manipulace obtížnější než u odporových zátěží, může použití vhodné kombinace ochranných obvodů a kontaktních materiálů výrazně zlepšit výkon. Ochrana cívky relé je téměř stejně důležitá jako ochrana oxidovaného elektrického kontaktu pro solární relé; obojí je třeba posuzovat holisticky. V praktickém strojírenství se doporučuje zapojit RC-obvod zhášení oblouku paralelně přes kontakty relé a současně paralelně zapojit kombinaci diod -zenerovy řady na straně cívky, aby se vyrovnal vztah mezi rychlostí tahu-, dobou uvolnění a životností kontaktu.
Pro další technické rady naPohyblivý kontakt pro nové energetické reléochranu a výběr materiálu, kontaktujte náš tým inženýrů produktů. Nabízíme-jednotnou službu od přizpůsobení kontaktních materiálů až po návrh schématu ochrany.
kontaktujte nás
