Un contactor de CC de alta tensión es un componente de conmutación clave en vehículos eléctricos, equipos de carga y otros sistemas de alimentación de CC de alta tensión. Debe soportar altas corrientes, conmutar cargas de CC sin cruce por cero natural de la corriente y mantener un rendimiento de contacto fiable durante operaciones repetidas. La selección de un contactor de CC no es simplemente una versión a mayor escala de la selección de un contactor de CA; el comportamiento del arco, el control de la bobina, los requisitos de aislamiento y la protección ambiental son diferentes.
La serie UKD-H de KRIPAL es un contactor de CC de alta tensión totalmente sellado , diseñado para el control de conmutación de potencia en sistemas de CC críticos. La serie incluye modelos de 50 A, 100 A, 150 A, 200 A, 250 A y 300 A, con capacidades de contacto de hasta 750 V CC, según el modelo. Esta guía explica los parámetros clave que se deben verificar al seleccionar un contactor de CC de alta tensión.
¿Por qué los contactores de CC de alto voltaje son diferentes?
Comportamiento del arco de CC
La principal diferencia radica en el arco de corriente continua (CC). Cuando un contactor de corriente alterna (CA) se abre, la corriente alterna pasa naturalmente por cero durante cada ciclo, lo que ayuda a extinguir el arco. Un contactor de CC no presenta este cruce natural por cero de la corriente, por lo que el arco debe ser controlado por el sistema interno de extinción de arco del contactor.
Voltaje y aislamiento
La segunda diferencia radica en el nivel de tensión. Los sistemas de CC de alta tensión pueden operar a varios cientos de voltios, por lo que el contactor debe diseñarse para la tensión de CC aplicable y cumplir con los requisitos de aislamiento. El espacio de contacto, el sistema de aislamiento y la cámara de contacto sellada contribuyen a una conmutación y un aislamiento fiables.
| Característica |
Contactor de corriente alterna |
Contactor de CC de alto voltaje |
| Cruce por cero actual |
La corriente pasa naturalmente por cero durante cada ciclo de corriente alterna. |
No hay cruce por cero de la corriente natural |
| Comportamiento del arco al abrir |
El cruce por cero ayuda a extinguir el arco. |
El arco de CC debe ser controlado por el diseño de extinción de arco del contactor. |
| Requerimiento de voltaje |
Depende del voltaje del sistema de CA. |
Debe seleccionarse de acuerdo con la tensión de funcionamiento en CC aplicable y la potencia nominal del contactor. |
| Cámara de contacto |
Puede utilizar una estructura abierta o cerrada según la aplicación. |
Los diseños de alto voltaje pueden utilizar una cámara sellada para controlar el entorno de conmutación. |
La ventaja del contacto sellado
Los contactores de CC de alto voltaje utilizados en aplicaciones exigentes pueden emplear cámaras de contacto selladas para proteger los contactos de la humedad y la contaminación, y para proporcionar un entorno interno controlado para la conmutación de CC.
La serie KRIPAL UKD-H utiliza un sellado con resina epoxi de alta resistencia y un relleno de gas a base de nitrógeno. Según las especificaciones del producto, la zona de contacto cuenta con un grado de protección IP67, mientras que la atmósfera interna controlada ayuda a reducir la contaminación y la oxidación, y garantiza un rendimiento de conmutación estable.
La serie UKD-H también utiliza un diseño de doble bobina con una placa de circuito impreso de bajo consumo. Esto hace que la especificación de la bobina sea un factor importante en el proceso de selección, especialmente cuando el contactor está controlado por un sistema de gestión de baterías u otro circuito de control de CC.
La diferencia de potencia de la bobina
El circuito de control de la bobina es otro parámetro de selección importante. Los contactores UKD-H utilizan bobinas de CC, pero las especificaciones de las bobinas disponibles varían según el modelo.
El UKD-50H viene especificado con una bobina de 9–36 V CC, mientras que las especificaciones de los UKD-100H, UKD-150H, UKD-200H, UKD-250H y UKD-300H incluyen opciones de bobina de 12 V, 24 V y otras aplicables. Por lo tanto, es necesario seleccionar la tensión exacta de la bobina según el modelo y el sistema de control, en lugar de asumir que todos los contactores UKD-H utilizan el mismo rango de tensión.
También deben tenerse en cuenta la tensión de activación, la tensión de desactivación, el tiempo de activación, el tiempo de desactivación, la corriente de arranque y la potencia en modo de espera de la bobina. Por ejemplo, las especificaciones de los modelos UKD-100H–UKD-300H indican una corriente de arranque máxima de 2.5 A y una potencia en modo de espera de no más de 4.0 W.
las aplicaciones
Los contactores de CC de alta tensión se utilizan en varios tipos de sistemas de alimentación de CC. La corriente, la tensión, la frecuencia de conmutación y la vida útil eléctrica que requieren dependen de su posición en el circuito.
Vehículos eléctricos
Un vehículo eléctrico puede utilizar varios contactores de alto voltaje para diferentes funciones de conmutación, entre las que se incluyen:
- Conexión y aislamiento de la batería principal
- Circuitos de precarga
- circuitos de carga
- Cargas auxiliares de alta tensión
El contactor debe seleccionarse según la corriente y la tensión de su circuito específico. Un contactor principal y un contactor de precarga no necesariamente tienen la misma función eléctrica.
La serie KRIPAL UKD-H está diseñada para autobuses y vehículos eléctricos. La gama de productos abarca modelos de 50 A a 300 A, con una capacidad de contacto específica para cada modelo.
Sistemas de baterías y alimentación de CC
Los contactores de CC de alta tensión también pueden utilizarse para controlar baterías y otros circuitos de alimentación de CC. El contactor debe soportar la corriente continua requerida y resistir las condiciones eléctricas y ambientales de la instalación.
Sin embargo, la capacidad de conmutación del contactor no debe confundirse con la capacidad de cortocircuito del sistema de alimentación de CC completo. En caso de que se produzcan altas corrientes de falla, el contactor debe coordinarse con la protección específica contra sobrecorriente o cortocircuito del sistema, como un interruptor automático de caja moldeada (MCCB) de CC u otros dispositivos de protección, y también puede funcionar con un seccionador de CC para el aislamiento durante el mantenimiento.
Estaciones de carga para vehículos eléctricos
La serie UKD-H también está especificada para puntos de recarga y estaciones de carga de vehículos eléctricos. En esta aplicación, la selección del contactor depende de la tensión continua, la corriente de carga, la frecuencia de conmutación y la vida útil eléctrica requerida.
Las especificaciones del producto también identifican los sistemas de aire acondicionado para automóviles y las fuentes de alimentación para telecomunicaciones como áreas de aplicación.
El proceso de selección
Para seleccionar un contactor de CC de alto voltaje, se deben verificar varios datos clave en la hoja de datos del fabricante:
| Paso |
Que comprobar |
Por qué importa |
| 1. Corriente continua |
Corriente de contacto nominal en las condiciones especificadas |
Determina si el contactor puede soportar la carga requerida de forma continua. |
| 2. Voltaje CC |
Tensión nominal de contacto y tensión real del sistema |
Determina si el contactor es adecuado para el circuito de CC. |
| 3. Capacidad de conmutación y desconexión |
Conmutación eléctrica especificada y rendimiento máximo de frenado. |
Determina si el contactor puede realizar la función de conmutación requerida. |
| 4. Control de la bobina |
Voltaje de la bobina, corriente de arranque y potencia en espera |
Garantiza la compatibilidad con el circuito de control. |
| 5. Vida eléctrica y mecánica |
Vida útil a la corriente y tensión especificadas. |
Determina la resistencia esperada al cambio |
| 6. Medio Ambiente |
Temperatura, vibración, impacto, sellado y condiciones de instalación |
Determina si el contactor puede funcionar de forma fiable en el entorno real. |
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Paso 1: La corriente continua
La corriente de contacto nominal del contactor debe ser adecuada para la corriente continua máxima del circuito bajo las condiciones especificadas por el fabricante.
La gama KRIPAL UKD-H incluye:
UKD-50H — 50A
UKD-100H — 100A
UKD-150H — 150A
UKD-200H — 200A
UKD-250H — 250A
UKD-300H — 300A
Las especificaciones del producto indican un funcionamiento continuo, con un aumento de temperatura en el terminal limitado a no más de 65 K. El rango de temperatura de funcionamiento especificado es de -40 °C a +85 °C.
Por lo tanto, se debe seleccionar el modelo correcto de acuerdo con la corriente real del circuito y las condiciones indicadas en la especificación del producto correspondiente.
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Paso 2: El voltaje del sistema de CC
La tensión nominal de contacto es un parámetro crítico y no debe deducirse simplemente a partir de la tensión nominal de la aplicación.
Para la serie UKD-H, la tensión nominal de contacto se especifica como:
- UKD-50H: 750 V CC, 50 A
- UKD-100H: 750 V CC, 100 A
- UKD-150H: 750 V CC, 150 A
- UKD-200H: 750 V CC, 200 A
- UKD-250H: 750 V CC, 250 A
- UKD-300H: 750 V CC, 300 A
Esto significa que la afirmación original de que un sistema de 800 V requiere un contactor de 900 V o 1000 V no debe utilizarse como regla general para la serie UKD-H. Es necesario verificar la tensión real del sistema comparándola con la tensión nominal del contactor específico.
Para sistemas que operen por encima de la tensión nominal del contactor, se debe seleccionar una configuración de contactor diferente con una tensión nominal de CC adecuada.
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Paso 3: Capacidad de conmutación y desconexión
La capacidad de conmutación de un contactor de CC de alta tensión debe evaluarse en función de la tensión, la corriente, la carga y el ciclo de conmutación reales.
Las hojas de datos del UKD-H especifican la corriente máxima de ruptura por separado de la corriente nominal de contacto continuo. Por ejemplo, el UKD-50H especifica una corriente máxima de ruptura de 500 A a 320 V CC para una sola operación, mientras que las especificaciones del UKD-100H al UKD-300H indican 2000 A a 320 V CC para una sola operación.
Estos valores no deben interpretarse como la corriente continua del contactor ni como una capacidad general de interrupción de cortocircuito para todo el sistema. La protección contra cortocircuitos y la selección del contactor deben coordinarse según la arquitectura del circuito y el dispositivo de protección específicos.
La corriente máxima instantánea también depende del modelo: el UKD-50H está especificado en 350 A durante no más de 1 segundo; el UKD-100H está especificado en 500 A durante no más de 1 segundo; y los modelos UKD-150H a UKD-300H están especificados en 800 A durante no más de 1 segundo.
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Paso 4: El control de la bobina
La tensión y la potencia de la bobina deben coincidir con las del circuito de control.
En la serie UKD-H, las especificaciones de la bobina dependen del modelo. El modelo UKD-50H admite una bobina de 9 a 36 V CC, mientras que los modelos de mayor corriente ofrecen opciones de bobina de 12 V, 24 V y otras.
Por lo tanto, el sistema de control debe ajustarse a las especificaciones exactas de la bobina del modelo seleccionado. Al dimensionar el controlador o la salida de control, también se deben verificar la corriente de arranque y la potencia en modo de espera.
La serie UKD-H utiliza un diseño de doble bobina con una placa de circuito impreso de bajo consumo energético, y las especificaciones del producto incluyen un tiempo de activación de no más de 30 ms y un tiempo de liberación de no más de 20 ms.
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Paso 5: La calificación de vida
La vida útil eléctrica y mecánica debe evaluarse junto con las condiciones reales de conmutación.
La serie UKD-H especifica una vida útil mecánica de al menos 300,000 operaciones. La vida útil eléctrica varía según el modelo y las condiciones de carga.
Por ejemplo, el UKD-150H está diseñado para al menos 1,000 ciclos de funcionamiento a 1000 V/70 A, 900 V/90 A y 750 V/150 A, mientras que a 450 V/150 A la vida útil especificada aumenta a al menos 5,000 ciclos. De manera similar, el UKD-300H especifica diferentes valores de vida útil para distintas combinaciones de voltaje y corriente.
Esto ilustra por qué la vida útil de la electricidad nunca debe representarse con un solo número sin indicar las condiciones de voltaje y corriente correspondientes.
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Paso 6: El entorno
El entorno operativo es otro factor importante a la hora de seleccionar un candidato.
La serie UKD-H especifica:
- Temperatura de trabajo: -40 ° C a + 85 ° C
- Vibración: choque sinusoidal, 2.5 g, 5–50 Hz
- Impacto: 50 g, 11 ms, media onda sinusoidal
- Altitud de ascenso: hasta 2 km
- Protección de la zona de contacto: IP67
- Servicio de trabajo continuo
Estas especificaciones convierten las condiciones ambientales en una parte importante del proceso de selección, especialmente en vehículos y otras aplicaciones expuestas a vibraciones, cambios bruscos de temperatura, humedad o impactos mecánicos.
El circuito de precarga
El circuito de precarga es una parte importante del diseño de muchos sistemas de CC de alta tensión. Cuando un contactor principal se cierra sobre un condensador de enlace de CC descargado, la corriente de irrupción inicial puede ser muy alta.
Se puede utilizar un contactor de precarga y una resistencia para limitar esta corriente de irrupción y permitir que la tensión del enlace de CC aumente antes de que se cierre el contactor principal.
El contactor de precarga debe seleccionarse en función de la corriente de precarga real, la tensión, la duración del pulso, la frecuencia de conmutación y la vida útil eléctrica requerida.
Por qué es importante el prepago
Sin una secuencia de precarga adecuada, un condensador de enlace de CC descargado puede generar una gran corriente de irrupción al conectarse directamente a la batería o a la fuente de CC. Esto puede provocar una tensión eléctrica significativa en el contactor principal y otros componentes del circuito de alimentación de CC, e incrementar el riesgo de daños en los contactos o soldadura.
Por lo tanto, el circuito de precarga debe considerarse como parte del diseño general del contactor y del circuito de alimentación de CC.
Dimensionamiento de la resistencia
La resistencia de precarga se suele seleccionar en función de la capacitancia del enlace de CC, el tiempo de carga deseado, la corriente inicial admisible y la capacidad de energía de pulso de la resistencia.
Para un circuito de carga RC simplificado:
V(t) = VDC × (1 − e^(-t/RC))
El valor de la resistencia afecta tanto a la corriente inicial como al tiempo de carga. Además, la resistencia debe ser capaz de soportar la energía generada durante el pulso de precarga.
A continuación, se debe comprobar el contactor de precarga en función de la tensión, la corriente, la duración del pulso, la frecuencia de conmutación y la vida útil eléctrica resultantes.
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre un contactor de CC de alto voltaje y un contactor normal?
Un contactor de CC de alta tensión está diseñado específicamente para la conmutación de potencia de CC, donde no existe un cruce por cero natural de la corriente. Por lo tanto, su sistema de contactos y el diseño de extinción de arco deben ser adecuados para la tensión y la corriente de CC aplicables.
¿Qué tensión necesito para un sistema de CC de un vehículo eléctrico?
La tensión nominal de CC del contactor debe cubrir la tensión máxima real de funcionamiento del circuito. No seleccione un contactor basándose únicamente en la etiqueta del sistema; compruebe la tensión de contacto nominal del fabricante y las condiciones reales de funcionamiento.
¿Cómo elijo el contactor de precarga?
Comience con la capacitancia del enlace de CC, el tiempo de carga objetivo, la corriente de irrupción admisible y la resistencia de precarga. Luego, seleccione un contactor cuya tensión, corriente, frecuencia de conmutación y vida útil eléctrica sean adecuadas para la carga de precarga resultante.
¿Por qué los contactores de CC de alta tensión están sellados?
Una cámara de contacto sellada protege los contactos de la humedad y la contaminación, y proporciona un entorno interno controlado para la conmutación de CC. La serie KRIPAL UKD-H utiliza sellado con resina epoxi y llenado con gas nitrógeno, con un grado de protección IP67 para la zona de contacto.
¿Puedo usar cualquier voltaje de bobina con un contactor de CC de alto voltaje?
No. La tensión de la bobina debe coincidir con las especificaciones del contactor seleccionado. Por ejemplo, el UKD-50H está especificado con una bobina de 9–36 V CC, mientras que otros modelos UKD-H ofrecen opciones de bobina de 12 V, 24 V y otras. Compruebe siempre las especificaciones exactas del modelo antes de conectar el circuito de control.
¿Qué ocurre si el contactor es de tamaño insuficiente?
Un contactor de tamaño insuficiente puede experimentar un aumento excesivo de la temperatura de contacto, un desgaste acelerado de los contactos y daños durante la conmutación de alta corriente. Por lo tanto, es fundamental seleccionar la corriente, el voltaje, la capacidad de conmutación, la vida útil eléctrica y la clasificación ambiental correctas.
La selección de seis puntos de datos
Para seleccionar un contactor de CC de alta tensión, se deben verificar seis áreas principales: corriente continua, tensión de CC, capacidad de conmutación y ruptura, control de la bobina, vida útil eléctrica y mecánica, y condiciones ambientales.
La serie KRIPAL UKD-H ofrece una gama de productos con capacidades de contacto de 50 A a 300 A y una tensión nominal de contacto de hasta 750 V CC, según el modelo. Esta serie cuenta con una construcción sellada, relleno de gas nitrógeno, una placa de circuito impreso (PCB) de doble bobina de bajo consumo y un grado de protección IP67 para la zona de contacto. Cada modelo presenta especificaciones diferentes en cuanto a bobina, vida útil, corriente instantánea y corriente de ruptura, por lo que siempre se debe seleccionar el modelo exacto consultando su hoja de datos correspondiente.
Para vehículos eléctricos, equipos de carga, sistemas de aire acondicionado automotriz, fuentes de alimentación para telecomunicaciones y otras aplicaciones de conmutación de potencia de CC, envíe a KRIPAL la tensión del circuito, la corriente continua, el ciclo de trabajo, la alimentación de la bobina y los requisitos ambientales. Nuestro equipo de ingeniería le ayudará a confirmar la configuración UKD-H adecuada. Consulte nuestra gama de contactores de CC de alta tensión , contactores y relés relacionados , o contáctenos para obtener asistencia técnica.
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Referencia tecnica
Los datos técnicos de este artículo se basan en las especificaciones de los productos de la serie KRIPAL UKD-H. La selección del contactor adecuado debe verificarse con la hoja de datos específica del modelo más reciente y teniendo en cuenta las condiciones eléctricas y ambientales de la aplicación.
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30 de julio de 2026
