Công suất chuyển đổi điện áp cao Dòng điện trực tiếp Dòng điện động lực điện từ và công nghệ điều khiển hồ quang

Trong hệ thống cung cấp năng lượng chuyển mạch, rơle DC điện áp cao đạt được điều khiển tắt chính xác của mạch bằng cơ chế truyền động điện từ. Nguyên tắc làm việc của nó chứa thiết kế hợp tác điện từ và cơ học chính xác, và trở thành trung tâm chính của truyền và phân phối năng lượng. ​
Cơ chế lõi ổ đĩa điện từ
Các chuyển đổi năng lượng điện áp cao Rơle dòng điện trực tiếp Sử dụng ổ điện từ làm chế độ hoạt động cốt lõi và quá trình làm việc của nó có thể được chia thành hai giai đoạn: trước khi kích thích và sau khi kích thích. Khi điện áp kích thích không được áp dụng, cuộn dây điện từ của rơle ở trạng thái không có dòng điện và từ trường không thể được hình thành bên trong cuộn dây vào thời điểm này. Theo tác động của lực phản ứng lò xo, phần ứng trong cơ chế quay duy trì vị trí ban đầu, sao cho các điện cực trong khoang điện áp cao được kết nối ổn định thông qua mảnh tiếp xúc, tạo thành một vòng kín để đảm bảo rằng mạch ở trạng thái dẫn điện. Khi điện áp kích thích được áp dụng cho phần truyền động điện từ, dòng điện bắt đầu chảy trong cuộn dây và theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, cuộn dây tạo ra từ trường tương ứng. Lực điện từ được tạo ra bởi từ trường vượt quá lực phản ứng lò xo, thúc đẩy phần ứng để vượt qua điện trở và thu hút, và sự di chuyển của phần ứng điều khiển mảnh tiếp xúc để xoay, để mảnh tiếp xúc được tách ra khỏi điện cực gốc và kết nối với điện cực mới, do đó nhận ra chức năng chuyển đổi của mạch.
Các internal mechanism of arc generation
Trong quá trình chuyển đổi điện áp điện áp điện áp cao để đạt được chuyển mạch mạch, việc tạo ARC là một hiện tượng vật lý không thể bỏ qua, đặc biệt là khi các tiếp điểm bị ngắt kết nối. Phần tử cuộn cảm trong mạch lưu trữ năng lượng khi mạch được bật. Khi các liên hệ bị ngắt kết nối, dòng điện thay đổi mạnh mẽ và năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm được giải phóng ngay lập tức, khiến điện áp giữa các tiếp điểm tăng mạnh. Khi điện áp giữa các tiếp điểm vượt quá điện áp phân hủy của không khí, môi trường không khí bị ion hóa và không khí cách điện ban đầu được chuyển thành kênh plasma dẫn điện và tạo ra vòng cung. Nhiệt độ cao và các đặc tính năng lượng cao của hồ quang sẽ gây ra sự cắt bỏ nghiêm trọng các tiếp xúc của rơle, khiến vật liệu bề mặt của các tiếp điểm bị hao mòn dần dần, làm giảm độ dẫn và cường độ cơ học của các tiếp điểm và rút ngắn tuổi thọ của rơle. Sự tồn tại của ARC cũng có thể gây nhiễu điện, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử khác và thậm chí có thể gây ra các vụ tai nạn an toàn nghiêm trọng như hỏa hoạn, gây ra mối đe dọa lớn đối với sự ổn định và an toàn của toàn bộ hệ thống cung cấp điện chuyển mạch. ​
Những thách thức kỹ thuật của ổ đĩa điện từ và kiểm soát hồ quang
Các electromagnetic drive and arc control technologies of switching power high voltage direct current relay face many challenges. On the one hand, in order to ensure that the relay can quickly and accurately switch the circuit under different working conditions, the parameters of the electromagnetic drive part need to be carefully designed and optimized to achieve accurate matching of the electromagnetic force and the spring reaction force. On the other hand, in response to the arc problem, it is necessary to develop efficient arc extinguishing technology and protective measures. This not only involves the optimization design of the arc extinguishing chamber structure so that it can effectively suppress the expansion and continuation of the arc, but also requires the selection of suitable arc extinguishing gas in combination with the characteristics of the gas medium, and the use of the cooling and insulation characteristics of the gas to accelerate the extinguishing of the arc.
Tối ưu hóa kỹ thuật và hướng phát triển trong tương lai
Để đáp ứng các thách thức trên, ổ đĩa điện từ và công nghệ điều khiển hồ quang của rơle DC điện áp cao đang phát triển theo hướng hiệu quả và thông minh hơn. Về mặt ổ đĩa điện từ, việc áp dụng các vật liệu từ tính mới và thiết kế cấu trúc điện từ được tối ưu hóa có thể giúp cải thiện tốc độ phản ứng và hiệu quả chuyển đổi năng lượng của ổ điện từ. Trong lĩnh vực kiểm soát hồ quang, ngoài việc liên tục cải thiện công nghệ dập tắt hồ quang truyền thống, chẳng hạn như tối ưu hóa hình dạng của buồng dập tắt hồ quang và cải thiện hiệu quả sử dụng của khí dập tắt hồ quang, các khái niệm và công nghệ dập tắt hồ quang mới không ngừng xuất hiện. Bằng cách giới thiệu các thuật toán điều khiển thông minh, trạng thái làm việc và các tham số hồ quang của rơle được theo dõi trong thời gian thực và chiến lược dập tắt vòng cung được điều chỉnh một cách linh hoạt theo tình huống thực tế để đạt được sự dập tắt vòng cung chính xác.