उच्च-वोल्टेज रिले चयन और अनुप्रयोग विश्लेषण

जैसे-जैसे नई ऊर्जा वाहन उद्योग उच्च वोल्टेज और उच्च शक्ति की ओर विकसित हो रहा है, उच्च {{0} वोल्टेज डीसी रिले इलेक्ट्रिक वाहन उच्च वोल्टेज सिस्टम में मुख्य नियंत्रण घटकों में से एक बन गए हैं। उच्च{{3}वोल्टेज रिले का उचित चयन सीधे पूरे वाहन की उच्च{5}वोल्टेज प्रणाली की सुरक्षा, विश्वसनीयता और दीर्घकालिक स्थिर संचालन को प्रभावित करता है। विशेष रूप से पावर बैटरी, मोटर नियंत्रक और चार्जिंग/डिस्चार्जिंग सिस्टम जैसे महत्वपूर्ण सर्किट में, उच्च वोल्टेज रिले चालू/बंद नियंत्रण, सिस्टम सुरक्षा और गलती अलगाव की महत्वपूर्ण जिम्मेदारियां निभाते हैं; उनकी प्रदर्शन सीमाएँ वाहन के उच्च वोल्टेज आर्किटेक्चर के डिज़ाइन पर एक महत्वपूर्ण बाधा बन गई हैं।

 

एक सामान्य इलेक्ट्रिक वाहन उच्च{{0}वोल्टेज प्रणाली में, आमतौर पर 5 से 8 उच्च{3}वोल्टेज डीसी रिले की आवश्यकता होती है, जो मुख्य रिले, प्री-आवेशित रिले, आपातकालीन चार्ज रिले, पारंपरिक चार्जिंग रिले और उच्च-वोल्टेज प्रणाली सहायक रिले जैसी विभिन्न कार्यात्मक भूमिकाओं को कवर करते हैं। विभिन्न रिले में सिस्टम के भीतर ऑपरेटिंग आवृत्ति, विद्युत तनाव और सुरक्षा स्तर में महत्वपूर्ण अंतर होता है, जो उनके चयन और संरचनात्मक डिजाइन में अलग-अलग फोकस निर्धारित करता है। रिले के आंतरिक विद्युत संपर्क, विद्युत संपर्क और उच्च -वर्तमान संपर्क इसके प्रदर्शन की ऊपरी सीमा निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण आधार हैं।

 

 

रिले एक स्वचालित नियंत्रण तत्व है जो इनपुट सिग्नल में परिवर्तन के आधार पर सर्किट को जोड़ता, डिस्कनेक्ट या स्विच करता है। इसका व्यापक रूप से स्वचालित नियंत्रण, रिमोट कंट्रोल और सिग्नल आइसोलेशन सिस्टम में उपयोग किया जाता है। इसकी मूलभूत विशेषता कम करंट या कम पावर के साथ उच्च {{2} करंट, उच्च {{3} पावर सर्किट को नियंत्रित करना, नियंत्रण और लोड के बीच प्रभावी अलगाव प्राप्त करना है।

 

नई ऊर्जा वाहनों के उच्च {{0}वोल्टेज सिस्टम में, रिले का प्राथमिक कार्य उच्च {{1}वोल्टेज पावर को सुरक्षित रूप से कनेक्ट या डिस्कनेक्ट करना है, जिससे असामान्य परिस्थितियों में बैटरी और मोटर नियंत्रक जैसे मुख्य घटकों को अपरिवर्तनीय क्षति को रोका जा सके। रिले के अंदर तांबे के संपर्क और कीमती धातु संपर्क सामग्री बार-बार स्विच करने से विद्युत तनाव को सहन करते हैं, जो उच्च वोल्टेज प्रणाली के सुरक्षित संचालन के लिए एक महत्वपूर्ण भौतिक आधार बनाते हैं।

 

 

इलेक्ट्रिक वाहनों की कोल्ड स्टार्ट प्रक्रिया के दौरान, मोटर नियंत्रक में आमतौर पर एक बड़ा डीसी बस कैपेसिटर होता है। यदि मुख्य रिले पूर्व-चार्जिंग के बिना सीधे बंद हो जाता है, तो उच्च वोल्टेज बैटरी तुरंत खाली संधारित्र में डिस्चार्ज हो जाएगी, जिससे एक बड़ा प्रवाह उत्पन्न होगा जो आसानी से संपर्क क्षरण, आसंजन या यहां तक ​​कि संरचनात्मक विफलता का कारण बन सकता है।

 

इसलिए, उच्च{{0}वोल्टेज प्रणालियाँ आम तौर पर एक प्री-{1}चार्ज स्कीम का उपयोग करती हैं: एक प्री-{2}चार्ज रिले और एक करंट-सीमित अवरोधक एक सॉफ्ट{4}स्टार्ट सर्किट बनाते हैं, जिससे कैपेसिटर वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ता है। जब बस वोल्टेज बैटरी वोल्टेज के एक निश्चित अनुपात तक पहुंचता है, तो मुख्य रिले बंद हो जाता है और मुख्य सर्किट से जुड़ जाता है, जिससे बंद होने के समय इनरश करंट काफी कम हो जाता है। यह प्रक्रिया रिले के आंतरिक संपर्ककर्ता संपर्कों और सिल्वर विद्युत संपर्कों के वृद्धि प्रतिरोध पर उच्च मांग रखती है।

 

 

कार्यात्मक और भार वहन क्षमता के दृष्टिकोण से, ऑटोमोटिव रिले को सिग्नल रिले और पावर रिले में विभाजित किया जा सकता है, लगभग सभी नई ऊर्जा वाहन पावर रिले का उपयोग करते हैं। संरचनात्मक कार्यान्वयन के दृष्टिकोण से, उन्हें विद्युतचुंबकीय रिले और ठोस राज्य रिले में विभाजित किया जा सकता है; ऑपरेटिंग वोल्टेज के नजरिए से, उन्हें निम्न{{3}वोल्टेज रिले और उच्च{{4}वोल्टेज रिले में विभाजित किया जा सकता है।

 

उच्च {{0}वोल्टेज डीसी सिस्टम में, विद्युत चुम्बकीय उच्च -वोल्टेज रिले अपनी उच्च परिपक्वता, मजबूत तोड़ने की क्षमता और जटिल परिचालन स्थितियों के तहत सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करने की क्षमता के कारण मुख्यधारा समाधान बने हुए हैं। रिले की आंतरिक संरचनाएं, जैसे सिल्वर संपर्क, ब्रेकरों में सिल्वर संपर्क, और द्विधातु संपर्क ब्रेकर, उच्च वोल्टेज डीसी वातावरण के लिए उनकी अनुकूलन क्षमता के लिए महत्वपूर्ण डिजाइन आधार हैं।

 

 

विद्युतचुंबकीय उच्च -वोल्टेज रिले में मुख्य रूप से एक कुंडल, लौह कोर, आर्मेचर तंत्र, संपर्क प्रणाली और रिटर्न स्प्रिंग शामिल होते हैं। जब कुंडल सक्रिय होता है, तो यह एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, आर्मेचर को आकर्षित करता है और गतिशील संपर्क को स्थिर संपर्क के साथ बंद कर देता है, इस प्रकार सर्किट कनेक्शन पूरा हो जाता है। जब कॉइल डी-एनर्जेटिक हो जाती है, तो चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाता है, और आर्मेचर स्प्रिंग की कार्रवाई के तहत रीसेट हो जाता है, जिससे सर्किट टूट जाता है।

 

डी{0}}एनर्जेटिक अवस्था में संपर्कों की प्रारंभिक स्थिति के आधार पर, रिले को सामान्य रूप से खुले संपर्कों और सामान्य रूप से बंद संपर्कों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

 

उच्च {{0}वोल्टेज रिले आम तौर पर एक सामान्य रूप से खुली संरचना का उपयोग करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बिजली की विफलता या खराबी की स्थिति में उच्च {{1}वोल्टेज सर्किट स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट हो जाता है, जिससे सिस्टम के आंतरिक सुरक्षा स्तर में सुधार होता है। संपर्क सामग्री ज्यादातर चालकता, पहनने के प्रतिरोध और चाप प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए उत्कृष्ट सामग्रियों से बनी होती है।

 

 

सामान्य रिले की तुलना में, उच्च {{0}वोल्टेज डीसी रिले में सबसे बड़ा संरचनात्मक अंतर उनकी सीलिंग और आर्क {{1}शमन करने वाले डिज़ाइन में होता है। उच्च -वोल्टेज संपर्क आमतौर पर बाहरी हवा से अलग एक सीलबंद गुहा में समाहित होते हैं, जिससे वोल्टेज को झेलने और चाप प्रसार को दबाने में काफी सुधार होता है।

 

संपर्क स्विचिंग के दौरान, उच्च वोल्टेज रिले आमतौर पर लोड के तहत वियोग से बचते हैं, सिस्टम स्तर नियंत्रण रणनीतियों के माध्यम से चाप ऊर्जा को कम करते हैं। आंतरिक रूप से, यह समग्र ब्रेकिंग विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए सर्किट ब्रेकरों में चांदी के संपर्कों, एक चुंबकीय ब्लोआउट आर्क {{3}बुझाने वाली संरचना, और उच्च शक्ति इन्सुलेशन सामग्री का बड़े पैमाने पर उपयोग करता है।

 

 

नई ऊर्जा वाहन पारंपरिक वाहनों की तुलना में उच्च वोल्टेज डीसी रिले पर काफी उच्च प्रदर्शन की मांग करते हैं, मुख्य रूप से उच्च वोल्टेज प्रतिरोध, उच्च वर्तमान प्रतिरोध, प्रभाव प्रतिरोध, मजबूत चाप बुझाने और विश्वसनीय ब्रेकिंग क्षमता के संदर्भ में।

 

उच्च वोल्टेज प्रतिरोध के संबंध में, रिले को विस्तारित अवधि के लिए सैकड़ों वोल्ट डीसी वोल्टेज का सामना करना होगा और लोड के तहत विश्वसनीय रूप से बंद और खुला होना चाहिए। भार क्षमता के संबंध में, ड्राइव सिस्टम का रेटेड करंट आमतौर पर 200A से अधिक होता है, जिसमें पीक करंट 300A से अधिक होता है। रिले में सीमित मात्रा में पर्याप्त करंट ले जाने और गर्मी अपव्यय करने की क्षमता होनी चाहिए।

 

प्रभाव प्रतिरोध उच्च वोल्टेज रिले के मुख्य सुरक्षा संकेतकों में से एक है। बंद होने के समय कैपेसिटिव सर्ज करंट अक्सर रेटेड करंट से कई गुना या यहां तक ​​कि दसियों गुना होता है। यदि संपर्क का प्रभाव प्रतिरोध अपर्याप्त है, तो आसंजन विफलता आसानी से हो सकती है, जिससे गंभीर सुरक्षा जोखिम पैदा हो सकता है। इसलिए, रिले अक्सर प्रभाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए चांदी के विद्युत संपर्कों, चुंबकीय ब्लोआउट संरचनाओं और उच्च स्थिरता मिश्र धातु प्रणालियों का उपयोग करते हैं।

 

चाप बुझाने और तोड़ने के प्रदर्शन के संदर्भ में, उच्च वोल्टेज डीसी वातावरण में विद्युत चाप आसानी से स्वाभाविक रूप से नहीं बुझते हैं। संपर्क बर्नआउट को रोकने के लिए रिले को संरचनात्मक और सामग्री डिजाइन के माध्यम से आर्क ऊर्जा को तेजी से कमजोर करने की आवश्यकता होती है। कुछ उच्च प्रदर्शन रिले में अपने सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए घूमने वाले विद्युत संपर्क या बहु - संपर्क समानांतर संरचनाएं भी शामिल होती हैं।

 

 

उच्च -वोल्टेज रिले का चयन करना एक व्यवस्थित परियोजना है जिसके लिए समग्र वाहन विद्युत वास्तुकला के आधार पर क्रमिक अभिसरण की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक डिज़ाइन चरण में, नियंत्रण सर्किट की वोल्टेज और वर्तमान क्षमताओं, साथ ही नियंत्रित सर्किट की रेटेड वोल्टेज, वर्तमान और संपर्क प्रकार की आवश्यकताओं को स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए। इसके आधार पर, वोल्टेज और वर्तमान रेटिंग के अनुसार एक प्रारंभिक उत्पाद श्रेणी का चयन किया जाता है, और अंतिम समाधान चाप बुझाने के तरीकों, गुहा संरचना और टर्मिनल प्रकार जैसे कारकों पर विचार करके निर्धारित किया जाता है।

 

विशिष्ट पैरामीटर स्तर पर, छह प्रमुख संपर्क संकेतकों का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है: विद्युत जीवन, रेटेड करंट, कम समय की करंट वहन क्षमता, अधिकतम ब्रेकिंग करंट, ओवरलोड ब्रेकिंग क्षमता और रिवर्स ब्रेकिंग क्षमता। ये संकेतक वाहन के पूरे जीवनचक्र में रिले की विश्वसनीयता प्रदर्शन को सीधे निर्धारित करते हैं।

 

विद्युत जीवन मूल्यांकन को वाहन की पूर्व-चार्ज रणनीति और उपयोग परिदृश्यों के साथ जोड़ा जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बार-बार लोड बंद होने की स्थिति में संपर्क प्रदर्शन में अस्वीकार्य गिरावट का अनुभव न हो। रेटेड करंट को वाहन की दीर्घकालिक स्थिर परिचालन स्थितियों को कवर करना चाहिए, जबकि अल्पकालिक करंट को त्वरण, पहाड़ी पर चढ़ने और अन्य स्थितियों की उच्च लोड क्षणिक मांगों को पूरा करना चाहिए।

 

अधिकतम ब्रेकिंग करंट और ओवरलोड ब्रेकिंग क्षमता रिले के लिए महत्वपूर्ण सुरक्षा संकेतक हैं, जो सीधे शॉर्ट सर्किट या टकराव जैसी चरम स्थितियों के तहत सिस्टम की सुरक्षा क्षमता से संबंधित हैं। ध्रुवीकृत डिज़ाइन वाले रिले के लिए, लागत और सुरक्षा अतिरेक को संतुलित करते हुए, उनकी रिवर्स ब्रेकिंग क्षमता का भी मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

 

 

जैसे-जैसे नई ऊर्जा वाहनों में उच्च वोल्टेज सिस्टम उच्च शक्ति और उच्च ऊर्जा घनत्व की ओर विकसित हो रहे हैं, उच्च वोल्टेज डीसी रिले की तकनीकी सीमा और सिस्टम मूल्य लगातार बढ़ रहे हैं। उनके आंतरिक प्रमुख घटक, जैसेकस्टम विद्युत संपर्क, प्रिसिजन कोल्ड फॉर्मिंग संपर्क, और ट्राइमेटेलिक रिले संपर्क, वाहन के समग्र उच्च वोल्टेज सुरक्षा प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण आधार बन गए हैं।

 

भविष्य में, इलेक्ट्रिक वाहनों और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के त्वरित बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के साथ, विश्वसनीयता, जीवनकाल और सुरक्षा अतिरेक के संदर्भ में उच्च वोल्टेज रिले विकसित होते रहेंगे। उनका चयन और अनुप्रयोग डिज़ाइन समग्र वाहन उच्च वोल्टेज आर्किटेक्चर का एक महत्वपूर्ण पहलू बन जाएगा जिसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है।