接觸器是連接、斷開(kāi)和隔離大功率設(shè)備的關(guān)鍵部件。接觸器廣泛用于鐵路和工業(yè)應(yīng)用，由于整個(gè)運(yùn)輸部門的電氣化進(jìn)程以及目前正在向電動(dòng)交通過(guò)渡，接觸器正在獲得動(dòng)力。與接觸器相關(guān)的其他應(yīng)用領(lǐng)域是可再生能源，其中逆變器、光伏和風(fēng)力渦輪機(jī)需要直流和交流接觸器來(lái)提供高壓負(fù)載和電源的安全連接和斷開(kāi)。

電動(dòng)汽車的電池電壓已增加到 1 kV DC的閾值，需要 BDU（電池?cái)嚅_(kāi)單元）設(shè)備能夠在所有操作條件下提供安全的電氣連接以及高壓電池和其他連接電路之間的絕緣到電動(dòng)巴士。

當(dāng)面臨高壓時(shí)，負(fù)載下直流電流的斷開(kāi)往往會(huì)產(chǎn)生需要熄滅的電弧。因此，必須使用特定設(shè)計(jì)的直流接觸器。將它們連接到電池的正極和負(fù)極電纜，通過(guò)將電氣傳動(dòng)系統(tǒng)與電池電隔離，防止熱過(guò)載和短路。

Schaltbau 高壓接觸器

Schaltbau GmbH Group 總部位于德國(guó)慕尼黑，是連接器、速動(dòng)開(kāi)關(guān)、接觸器、鐵路部件和完整的駕駛室設(shè)備的領(lǐng)先供應(yīng)商，可滿足最嚴(yán)格的安全要求。Schaltbau 的設(shè)備在世界各地用于需要在惡劣條件下進(jìn)行可靠連接、切換和控制的關(guān)鍵應(yīng)用，包括電動(dòng)汽車和自動(dòng)化、可再生能源和鐵路。

“Schaltbau 成立于 90 多年前，起源于鐵路行業(yè)，在機(jī)電方面比在電子方面更多地被視為組件制造商，”Schaltbau 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和銷售工程師 Martin Zierer 說(shuō)?！拔覀兊年P(guān)鍵產(chǎn)品接觸器是一種機(jī)電開(kāi)關(guān)，可用于需要隔離、電流隔離、在高直流或交流電壓和電流下運(yùn)行的設(shè)備或電路的任何地方”。

圖 1 顯示了需要接觸器的經(jīng)典應(yīng)用，其中電動(dòng)巴士卡車通過(guò)直流充電站充電。相同的電氣原理圖布局也適用于較小的電動(dòng)汽車。在左側(cè)，您有三相交流電，然后是變壓器和逆變器。然后，您擁有直流充電站，其中主要直流接觸器提供高壓正極和負(fù)極電纜的安全連接和斷開(kāi)。同樣，在 EV 上安裝了直流接觸器，以斷開(kāi) HV 電池與充電入口的連接。

圖 1：電動(dòng)汽車充電站使用的直流接觸器

接觸器不僅提供隔離和電流隔離，而且還涵蓋了一些緊急中斷電流的情況，例如逆變器故障。

“在電動(dòng)汽車充電站等系統(tǒng)中，電壓高達(dá) 1 kV，隔離參數(shù)變得越來(lái)越重要。有時(shí)需要加強(qiáng)隔離或安全功能，例如對(duì)輔助觸點(diǎn)的特殊要求”，Zierer 說(shuō)。

首先要檢查的是隔離參數(shù)和最大制動(dòng)電流。在典型的充電站中，您可以在插座處獲得 500A 的標(biāo)稱電流。但是，如果發(fā)生故障，接觸器可能必須覆蓋高達(dá) 2 kA（制動(dòng)電流）的電流。Schaltbau C310 和 C320 系列（參見(jiàn)圖 1）是單極雙向直流接觸器，可確保安全斷開(kāi)高負(fù)載（高達(dá) 1.5kV/2kA）并在系統(tǒng)故障時(shí)提供可靠保護(hù)。這些設(shè)備具有非常高效的陶瓷/高性能塑料滅弧室，具有高分?jǐn)嗄芰碗p斷觸點(diǎn)系統(tǒng)，以及高度可靠的輔助觸點(diǎn)和高效的線圈驅(qū)動(dòng)。

“這些接觸器在所有標(biāo)準(zhǔn)和新應(yīng)用中的主要工作是盡可能高效地承載電流，最大限度地減少功率損耗。此外，它們必須在關(guān)閉時(shí)提供隔離，并在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)斷開(kāi)容量”，Zierer 說(shuō)。

一個(gè)更經(jīng)典的應(yīng)用與機(jī)車車輛的電氣有關(guān)，在世界各地的軌道車輛中使用，它們確保在惡劣的鐵路環(huán)境中安全平穩(wěn)地運(yùn)行。如圖 2 所示，我們假設(shè)圖像的頂部是來(lái)自受電弓的 AC 或 DC 電源。然后，您有一些牽引變流器和輔助變流器，它們需要不同類型的接觸器。

牽引接觸器以 1 極和 3 極交流工作，用于斷開(kāi)多個(gè)電氣單元的牽引電動(dòng)機(jī)。它們提供針對(duì)故障事件的保護(hù)，例如牽引逆變器輸出電路中的短路或電機(jī)故障。電力接觸器是 1 極和 2 極直流接觸器，可用于高達(dá) 3 kV 和 2 kA 的直流牽引電力網(wǎng)絡(luò)。它們具有高分?jǐn)嗄芰蛣?chuàng)新技術(shù)，可安全熄滅電弧。預(yù)充電接觸器與預(yù)充電電阻相結(jié)合，用于限制直流母線的浪涌電流，工作條件高達(dá) 3 kV，200 A。

圖2：接觸器的鐵路應(yīng)用

在鐵路等關(guān)鍵應(yīng)用中，接觸器需要非常堅(jiān)固，因?yàn)樵谀承?yīng)用中，它們必須切換滿載數(shù)千次。

“可以說(shuō)，鐵路中的東西必須非常堅(jiān)固，因?yàn)樗鼈儽仨氃趷毫拥臈l件下運(yùn)行很長(zhǎng)一段時(shí)間，三十年或更長(zhǎng)時(shí)間。因此，我們的技術(shù)非常強(qiáng)大，不僅可以在緊急情況下提供保護(hù)，而且最重要的是在正常使用情況下”，Zierer 說(shuō)。

Schaltbau 產(chǎn)品組合涉及四個(gè)主要不同領(lǐng)域。“我們?cè)阼F路工作，這或多或少是我們的家，也是我們來(lái)自的地方。第二個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng)與工業(yè)應(yīng)用有關(guān)，主要是直流應(yīng)用。然后是可再生能源市場(chǎng)，包括光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能、燃料電池，還有很多新的機(jī)會(huì)。最后是電動(dòng)汽車市場(chǎng)”，Zierer 說(shuō)。

Schaltbau 是鐵路行業(yè)的知名企業(yè)，該公司已在該行業(yè)運(yùn)營(yíng)了數(shù)十年，取得了很高的市場(chǎng)份額?！拌F路軌道上的電動(dòng)汽車已經(jīng)并將成為我們的 DNA。我們不會(huì)在這里失去重點(diǎn)。但將這些知識(shí)轉(zhuǎn)移到“DC-Industry”、“New Energy”和“E-mobility on the road”使我們成為全新行業(yè)的強(qiáng)大合作伙伴”，Zierer 說(shuō)。

審核編輯：湯梓紅