Apakah faktor yang mempengaruhi hayat geganti DC voltan tinggi?

Geganti DC voltan tinggi pada asalnya digunakan terutamanya dalam industri kuasa dan industri penerbangan dan aeroangkasa. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kenderaan elektrik telah meningkat secara beransur-ansur, dan sistem pengagihan kuasa memandu telah menjadi senario aplikasi yang sangat penting untuk geganti DC voltan tinggi. Voltan tinggi adalah relatif kepada sistem voltan rendah 24V, 48V. Sesetengah kenderaan elektrik berkelajuan rendah memilih konfigurasi kuasa sistem 60V dan 72V. Secara amnya, voltan kereta penumpang berkelajuan tinggi adalah melebihi 200V, dan bas boleh mencapai lebih daripada 600V. Geganti yang memenuhi keperluan fasa voltan ini dipanggil geganti DC voltan tinggi.

Relay DC voltan tinggi, hayat termasuk dua parameter hayat mekanikal dan hayat elektrik. Faktor-faktor yang mempengaruhi hayat mekanikal termasuk bahan titik sentuhan, reka bentuk dan tahap pembuatan mekanisme pembukaan dan penutupan, dan lain-lain. Kesesakan hayat elektrik terutamanya hayat sentuhan.

1. Kesan pengarkaan medan magnet pada hayat elektrik sesentuh

Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, prinsip reka bentuk pukulan magnet dalam geganti dijelaskan. Sentuhan statik kiri, mengikut arah semasa yang ditunjukkan dalam rajah, menggunakan peraturan tangan kanan untuk menentukan arah medan magnet gegelung. Arka ialah arus dalam saluran pengionan yang dibentuk oleh voltan yang menembusi medium antara kenalan statik. Ia sepenuhnya mematuhi undang-undang interaksi elektromagnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arka ditunjukkan dalam rajah. Gunakan peraturan kiri untuk menentukan arah daya lengkok. Arah daya ditunjukkan oleh F dalam rajah.

Tiupan magnet adalah menggunakan magnet kekal atau elektromagnet untuk menghasilkan medan magnet. Arah di mana medan magnet berinteraksi dengan arka adalah untuk menarik litar dari kenalan dinamik dan statik.

Dengan pergerakan pantas sentuhan bergerak dan penggunaan kesan tiupan magnet, arka diregangkan dan rintangan arka meningkat dengan cepat, yang menyebabkan arus arka turun dengan mendadak dan kecekapan terma arka menurun. Tahap pengionan medium berkurangan apabila suhu berkurangan, dan kekonduksian elektrik saluran arka berkurangan. Jika arka ditarik pada masa yang sama, dalam proses arka bergerak ke luar, dengan cara lain memotong arka dan menyejukkan arka, arka akan dipadamkan dengan lebih cepat.

Mengurangkan masa arka adalah cara penting untuk melindungi kenalan. Reka bentuk tamparan magnet yang baik pasti akan memanjangkan hayat geganti. Tiupan magnet telah digunakan secara meluas dalam geganti berkuasa tinggi dan penyentuh dengan keperluan ruang yang kurang sensitif, manakala dalam geganti kecil, peranti serupa telah direka untuk produk individu.

2. Pengaruh tekanan udara ambien pada hayat elektrik sesentuh

Untuk memendekkan masa arka, selain menggunakan kaedah tiupan magnet yang disebutkan di atas untuk menarik arka, kaedah yang sering digunakan untuk memadamkan arka dalam ruang sempit termasuk menukar persekitaran pembukaan dan penutupan kenalan, mengisi ruang pemadam arka yang dimeterai dengan gas dengan tenaga pengionan tinggi, atau Ruang pemadam arka dikosongkan.

Punca arka gas tekanan tinggi

Tenaga pengionan. Dalam proses atom gas kehilangan elektron dan menjadi kation, adalah perlu untuk mengatasi tarikan nukleus kepada elektron, iaitu tenaga yang menarik elektron keluar dari orbital atom untuk menjadi elektron bebas. Ini ialah tenaga pengionan unsur-unsur tersebut. Semakin tinggi tenaga pengionan, semakin kurang mudah atom terion, semakin kurang mudah ia menjadi kation, dan semakin lemah kelogannya; sebaliknya, semakin mudah mereka kehilangan elektron dan menjadi kation, semakin kuat logamnya. Dalam jadual berkala, tenaga pengionan tertinggi ialah helium, jadi helium boleh diisi ke dalam ruang pemadam arka tertutup, yang meningkatkan keupayaan relay untuk memadamkan arka.

Terdapat banyak kajian yang menjelaskan punca arcing dalam persekitaran gas tekanan tinggi. Perkara umum adalah seperti berikut. Dalam kebuk gas tekanan tinggi, arka dilakukan dalam dua peringkat. Sentuhan katod memancarkan elektron di bawah tindakan suhu atau voltan dan diterima oleh anod untuk membentuk pecahan pertama; pembentukan awal arka membawa suhu tinggi dan kation gas terion, dan laluan ion arka diperluaskan lagi untuk membentuk arka yang lebih Massive.

Punca arka vakum

Di bawah keadaan vakum, tidak ada lagi medium yang boleh diion. Sukar untuk membakar arka, tetapi ia masih boleh terbakar. Pada masa ini apabila kenalan dinamik dan statik dipisahkan, logam pada kenalan mengewap, membentuk saluran ion logam, dan arka terbentuk dalam saluran. Terdapat beberapa penjelasan berbeza tentang bagaimana saluran ion sedemikian terbentuk.

Yang pertama ialah menerangkan teori pelepasan elektron suhu tinggi. Adalah dipercayai bahawa terdapat kecacatan asal pada kenalan katod, yang dipanggil bintik-bintik. Ia dianggap bahawa rintangan kedudukan titik adalah agak besar, dan suhu tempatan agak tinggi semasa proses penjanaan. Apabila kenalan dinamik dan statik hampir dipisahkan, bahagian suhu tinggi mengeluarkan elektron ke anod, pada mulanya membentuk arka, arka terbakar, bahan sentuhan mengewap, seterusnya membentuk wap logam, dan kemudian membentuk arka dalam vakum;

Penjelasan kedua teori pelepasan medan ialah katod mempunyai keupayaan untuk memancarkan elektron apabila voltan yang dikenakan antara sentuhan dinamik dan statik cukup tinggi. Apabila kenalan dinamik dan statik hampir dipisahkan, secara umumnya akan terdapat kedudukan hubungan akhir antara satu sama lain, dan muka ini secara positif kecil. Aliran elektron pemancar medan mengalir ke anod melalui kawasan yang sangat kecil ini, dan ketumpatan arus yang besar menghasilkan kesan haba yang dramatik pada kedua-dua katod dan anod, menyebabkan leburan secara beransur-ansur merebak ke seluruh sentuhan dari titik itu, dan permukaan sentuhan cair. Menghasilkan wap logam. Persekitaran pengionan yang lebih baik menyebabkan skala aliran elektron mengembang, membentuk arka vakum.

Ijazah vakum: Secara umum, semakin tinggi tahap vakum, semakin kecil kemungkinan ia rosak dan semakin sukar untuk membentuk arka. Di bawah keadaan yang ideal, kekuatan dielektrik boleh mencapai tahap 10,000V setiap 0.1 mm. Tetapi apabila vakum mencapai tahap tertentu, peningkatan selanjutnya tidak akan membantu mengurangkan voltan kerosakan. Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung di atas, ia menunjukkan hubungan antara vakum dan voltan pecahan. Semakin rendah voltan pecahan, semakin mudah untuk membentuk dan mengekalkan arka, iaitu, semakin lama masa arka. Tahap vakum diukur secara langsung oleh tekanan udara. Semakin rendah tekanan udara, semakin tinggi tahap vakum.

Ruang pemadam arka yang dimeterai vakum, untuk mendapatkan ruang pemadam arka vakum, memerlukan bahan yang baik dan teknologi pengedap untuk dicapai. Ruang pemadam arka bertutup seramik dan resin, dua jenis teknologi ruang pemadam arka tertutup sedang digunakan secara serentak, dan tiada siapa yang mencapai kelebihan yang jelas.

Ruang pemadam arka tertutup seramik menggunakan ciri rintangan suhu tinggi seramik dan suhu arka sangat tinggi (pusat boleh mencapai 5000 ° C). Secara amnya, bahan tidak dapat menahan suhu sedemikian, dan seramik hanya boleh memenuhi keperluan ini. Walau bagaimanapun, seramik secara teknikal sukar untuk dikedap.

Ruang pemadam arka yang diperbuat daripada resin mempunyai teknologi pengedap yang lebih baik daripada seramik, tetapi rintangan suhu tingginya tidak mencukupi.

3. Pengaruh parameter mekanikal pada hayat elektrik kenalan

Parameter struktur yang berkaitan dengan hayat elektrik sesentuh termasuk: kawasan sesentuh, mekanisme pecah, tekanan sesentuh sesentuh, dsb.

Kawasan sentuhan, kawasan sentuhan yang lebih besar bagi kenalan dinamik dan statik, boleh menyediakan laluan yang lebih besar untuk arus, mengurangkan rintangan sentuhan, dan mengurangkan kenaikan suhu. Apabila geganti ditutup atau diputuskan sambungan, haba dari arka kecil akan lebih mudah hilang oleh sentuhan yang lebih besar, dengan itu mengurangkan risiko lebur sentuhan.

Mekanisme pecah adalah satu lagi titik teknikal dalam reka bentuk geganti. Mekanisme itu sendiri mempunyai kitaran tindakan yang stabil. Masa yang diperlukan dari permulaan hingga pergerakan terakhir ke kedudukan terbuka maksimum secara langsung mempengaruhi masa pengarkaan.

Tekanan hubungan kenalan dinamik dan statik, sentiasa ada rintangan sentuhan antara kenalan dinamik dan statik, semakin besar tekanan sentuhan, semakin kecil rintangan. Tekanan sentuhan yang besar boleh mengurangkan kehilangan elektrik dan kenaikan suhu geganti di bawah keadaan kerja biasa; kerosakan yang agak kecil atau burr yang timbul pada permukaan sentuhan tidak akan menyebabkan kesan buruk yang ketara di bawah tekanan yang besar, dan Selepas beberapa titik ditutup, impak antara kenalan akan melicinkan kecacatan kecil ini.

4. Keketatan ruang pemadam arka

Tidak mustahil untuk mencapai meterai mutlak dalam pencelah vakum, dan terdapat kemungkinan kebocoran udara dalam kimpalan cangkang. Pekali kebocoran udara yang dibenarkan telah dimasukkan dalam indeks reka bentuknya, dan kebocoran udara kronik tidak dapat dielakkan. Di samping itu, penggunaan geganti dalam kenderaan elektrik, persekitaran getaran yang teruk pada bila-bila masa dan tempat, juga menguji kualiti meterai dengan serius.

Apabila semakin banyak udara memasuki rongga tertutup, dan pengedap kes menjadi lebih teruk, tahap vakum dalam ruang pemadam arka secara beransur-ansur berkurangan, dan keupayaan pemadam arka akan beransur-ansur merosot, yang merupakan faktor penting yang mempengaruhi hayat geganti. .