Een hoogspannings-gelijkstroomschakelaar is een essentieel schakelcomponent in elektrische voertuigen, laadapparatuur en andere hoogspannings-gelijkstroomsystemen. Deze schakelaar moet hoge stromen kunnen verwerken, gelijkstroombelastingen kunnen schakelen zonder een natuurlijke stroomnuldoorgang en betrouwbare contactprestaties leveren gedurende herhaalde schakelingen. De keuze voor een gelijkstroomschakelaar is niet zomaar een opgeschaalde versie van de keuze voor een wisselstroomschakelaar; het vlambooggedrag, de spoelregeling, de isolatie-eisen en de milieubescherming zijn anders.
De UKD-H-serie van KRIPAL is een volledig afgedichte hoogspannings-DC-contactor, ontworpen voor vermogensschakeling in kritische DC-systemen. De serie omvat modellen van 50A, 100A, 150A, 200A, 250A en 300A, met contactbelastingen tot 750V DC, afhankelijk van het model. Deze handleiding beschrijft de belangrijkste parameters waarmee u rekening moet houden bij de selectie van een hoogspannings-DC-contactor.
Waarom hoogspannings-gelijkstroomcontactoren anders zijn
DC-booggedrag
Het belangrijkste verschil zit hem in de gelijkstroomboog. Wanneer een wisselstroomschakelaar opent, gaat de wisselstroom tijdens elke cyclus vanzelf door nul, wat helpt bij het doven van de boog. Een gelijkstroomschakelaar heeft deze natuurlijke nuldoorgang van de stroom niet, waardoor de boog moet worden beheerst door het interne boogdovingsmechanisme van de schakelaar.
Spanning en isolatie
Het tweede verschil zit in het spanningsniveau. Hoogspanningsgelijkstroomsystemen kunnen werken met spanningen van enkele honderden volts, dus de contactor moet ontworpen zijn voor de betreffende gelijkspanning en isolatie-eisen. De contactafstand, het isolatiesysteem en de afgedichte contactkamer dragen allemaal bij aan betrouwbaar schakelen en isoleren.
| Kenmerk |
AC-schakelaar |
Hoogspannings-gelijkstroomcontactor |
| Huidige nuldoorgang |
Tijdens elke wisselstroomcyclus gaat de stroom van nature door nul. |
Geen natuurlijke stroomdoorgang |
| Booggedrag bij opening |
De nuldoorgang helpt de boog te doven. |
De gelijkstroomboog moet worden beheerst door het boogdovingssysteem van de contactor. |
| Spanningsvereiste |
Dat hangt af van de netspanning. |
De selectie moet worden afgestemd op de toepasselijke DC-bedrijfsspanning en het nominale vermogen van de contactor. |
| Contactkamer |
Afhankelijk van de toepassing kan een open of gesloten constructie worden gebruikt. |
Bij hoogspanningsontwerpen kan een afgesloten kamer worden gebruikt om de schakelomgeving te regelen. |
Het voordeel van een afgedicht contact
Hoogspanningsgelijkstroomschakelaars die in veeleisende toepassingen worden gebruikt, kunnen gebruikmaken van afgedichte contactkamers om de contacten te beschermen tegen vocht en vervuiling en om een gecontroleerde interne omgeving te creëren voor gelijkstroomschakeling.
De KRIPAL UKD-H-serie maakt gebruik van een zeer sterke epoxyharsafdichting en een vulling met stikstofgas. Volgens de productspecificaties heeft het contactoppervlak een IP67-beschermingsklasse, terwijl de gecontroleerde interne atmosfeer vervuiling en oxidatie helpt verminderen en zorgt voor stabiele schakelprestaties.
De UKD-H-serie maakt ook gebruik van een ontwerp met dubbele spoel en een energiebesparende printplaat. Hierdoor is de spoelspecificatie een belangrijk onderdeel van het selectieproces, met name wanneer de contactor wordt aangestuurd door een batterijbeheersysteem of een ander gelijkstroomregelcircuit.
Het verschil in spoelvermogen
Het spoelstuurcircuit is een andere belangrijke selectieparameter. UKD-H contactoren gebruiken gelijkstroomspoelen, maar de beschikbare spoelspecificaties verschillen per model.
De UKD-50H is gespecificeerd met een 9–36V DC-spoel, terwijl de specificaties van de UKD-100H, UKD-150H, UKD-200H, UKD-250H en UKD-300H 12V, 24V en andere toepasbare spoelopties vermelden. De exacte spoelspanning moet daarom worden gekozen op basis van het specifieke model en besturingssysteem, in plaats van ervan uit te gaan dat elke UKD-H-contactor hetzelfde spoelbereik gebruikt.
Ook de aanspreekspanning, de loslaatspanning, de aanspreektijd, de loslaattijd, de startstroom en het stand-byvermogen van de spoel moeten in overweging worden genomen. De specificaties van de UKD-100H–UKD-300H vermelden bijvoorbeeld een maximale startstroom van 2.5 A en een stand-byvermogen van niet meer dan 4.0 W.
De toepassingen
Hoogspanningsgelijkstroomschakelaars worden in diverse soorten gelijkstroomsystemen gebruikt. De benodigde stroom, spanning, schakelfrequentie en elektrische levensduur zijn afhankelijk van hun positie in het circuit.
Elektrische voertuigen
Een elektrische auto kan meerdere hoogspanningsschakelaars gebruiken voor verschillende schakelfuncties, waaronder:
- Aansluiting en isolatie van de hoofdaccu
- Voorlaadcircuits
- Laadcircuits
- Hulpbelastingen met hoge spanning
De contactor moet worden gekozen op basis van de stroomsterkte en spanning van het betreffende circuit. Een hoofdcontactor en een voorlaadcontactor hebben niet per se dezelfde elektrische capaciteit.
De KRIPAL UKD-H-serie is specifiek ontworpen voor elektrische bussen en elektrische voertuigen. Het productassortiment omvat modellen van 50A tot 300A, waarbij de contactbelasting per model verschilt.
Batterij- en gelijkstroomvoedingssystemen
Hoogspanningsgelijkstroomschakelaars kunnen ook worden gebruikt voor het aansturen van batterijen en andere gelijkstroomcircuits. De schakelaar moet de vereiste continue stroom kunnen verwerken en bestand zijn tegen de elektrische en omgevingsomstandigheden van de installatie.
De schakelwaarde van de contactor moet echter niet worden verward met de kortsluitvastheid van het complete gelijkstroomvoedingssysteem. Waar hoge foutstromen mogelijk zijn, moet de contactor worden afgestemd op de specifieke overstroom- of kortsluitbeveiliging van het systeem, zoals een DC-MCCB of andere beveiligingsapparaten, en kan deze ook worden gebruikt in combinatie met een DC-scheider voor onderhoudsisolatie.
EV-laadstations
De UKD-H-serie is ook geschikt voor laadpalen en -stations voor elektrische voertuigen. Bij deze toepassing hangt de keuze van de contactor af van de gelijkspanning, de laadstroom, de schakelfrequentie en de vereiste elektrische levensduur.
De productspecificaties vermelden ook airconditioningsystemen voor auto's en voedingen voor telecommunicatie als toepassingsgebieden.
Het selectieproces
Bij de keuze van een hoogspannings-DC-schakelaar moet rekening worden gehouden met een aantal belangrijke gegevenspunten in het specificatieblad van de fabrikant:
| Stap voor |
Wat te controleren |
Waarom dit zo belangrijk is |
| 1. Doorlopende stroom |
Nominale contactstroom onder de gespecificeerde omstandigheden |
Bepaalt of de contactor de vereiste belasting continu kan dragen. |
| 2. DC-spanning |
Neem contact op met de nominale spanning en de werkelijke systeemspanning. |
Bepaalt of de contactor geschikt is voor het gelijkstroomcircuit. |
| 3. Schakel- en onderbrekingsvermogen |
Gespecificeerde elektrische schakel- en maximale remprestaties |
Bepaalt of de contactor de vereiste schakelfunctie kan uitvoeren. |
| 4. Spoelregeling |
Spoelspanning, aanloopstroom en stand-byvermogen |
Garandeert compatibiliteit met het besturingscircuit. |
| 5. Elektrische en mechanische levensduur |
Levensduur bij de gespecificeerde stroom en spanning. |
Bepaalt de verwachte schakelduurzaamheid |
| 6. Milieu |
Temperatuur, trillingen, schokken, afdichting en installatieomstandigheden |
Bepaalt of de contactor betrouwbaar kan functioneren in de daadwerkelijke omgeving. |
1
Stap 1: De continue stroom
De nominale contactstroom van de contactor moet geschikt zijn voor de maximale continue stroom van het circuit onder de door de fabrikant gespecificeerde omstandigheden.
Het KRIPAL UKD-H-assortiment omvat:
UKD-50H — 50A
UKD-100H — 100A
UKD-150H — 150A
UKD-200H — 200A
UKD-250H — 250A
UKD-300H — 300A
De productspecificaties vermelden een continu bedrijfsproces, waarbij de temperatuurstijging aan de uiteinden beperkt is tot maximaal 65K. Het gespecificeerde bedrijfstemperatuurbereik is -40°C tot +85°C.
Het juiste model moet daarom worden gekozen op basis van de werkelijke stroomsterkte in het circuit en de voorwaarden zoals vermeld in de betreffende productspecificatie.
2
Stap 2: De gelijkspanning van het systeem
De nominale contactspanning is een kritische parameter en mag niet zomaar worden afgeleid uit de nominale spanning van de toepassing.
Voor de UKD-H-serie is de nominale contactspanning als volgt gespecificeerd:
- UKD-50H: 750V DC, 50A
- UKD-100H: 750V DC, 100A
- UKD-150H: 750V DC, 150A
- UKD-200H: 750V DC, 200A
- UKD-250H: 750V DC, 250A
- UKD-300H: 750V DC, 300A
Dit betekent dat de oorspronkelijke bewering dat een "800V-systeem een 900V- of 1000V-schakelaar nodig heeft" niet als algemene regel voor de UKD-H-serie mag worden gebruikt. De werkelijke systeemspanning moet worden gecontroleerd aan de hand van de nominale spanning van de betreffende schakelaar.
Voor systemen die werken boven de nominale spanning van de contactor, moet een andere contactorconfiguratie met een geschikte gelijkspanningswaarde worden gekozen.
3
Stap 3: Schakel- en onderbrekingsmogelijkheid
Het schakelvermogen van een hoogspannings-DC-schakelaar moet worden beoordeeld aan de hand van de werkelijke spanning, stroom, belasting en schakelactiviteit.
De datasheets van de UKD-H specificeren de maximale uitschakelstroom afzonderlijk van de nominale stroomsterkte bij continu contact. Zo specificeert de UKD-50H een maximale uitschakelstroom van 500A bij 320V DC voor één schakelcyclus, terwijl de specificaties van de UKD-100H tot en met de UKD-300H een maximale uitschakelstroom van 2000A bij 320V DC voor één schakelcyclus vermelden.
Deze waarden mogen niet worden geïnterpreteerd als de continue stroom van de contactor of als een algemene kortsluitonderbrekingswaarde voor het gehele systeem. Kortsluitbeveiliging en contactorselectie moeten worden afgestemd op de feitelijke circuitarchitectuur en beveiligingsinrichting.
De momentane maximale stroomsterkte is ook modelafhankelijk: de UKD-50H is gespecificeerd op 350A gedurende maximaal 1 seconde; de UKD-100H op 500A gedurende maximaal 1 seconde; en de UKD-150H tot en met de UKD-300H op 800A gedurende maximaal 1 seconde.
4
Stap 4: De spoelregeling
De spoelspanning en het vermogen moeten overeenkomen met die van het stuurcircuit.
Voor de UKD-H-serie is de spoelspecificatie modelafhankelijk. De UKD-50H ondersteunt een spoelspecificatie van 9–36V DC, terwijl de modellen met een hogere stroomsterkte opties bieden voor 12V, 24V en andere spoelspecificaties.
Het besturingssysteem moet daarom exact afgestemd zijn op de spoelspecificaties van het geselecteerde model. Ook de startstroom en het stand-byvermogen moeten gecontroleerd worden bij het dimensioneren van de driver of de stuuruitgang.
De UKD-H-serie maakt gebruik van een ontwerp met dubbele spoel en een energiebesparende printplaat. De productspecificaties omvatten een opnametijd van maximaal 30 ms en een loslaattijd van maximaal 20 ms.
5
Stap 5: De levensduurbeoordeling
De elektrische en mechanische levensduur moeten samen met de feitelijke schakelomstandigheden worden beoordeeld.
De UKD-H-serie heeft een mechanische levensduur van minimaal 300,000 schakelingen. De elektrische levensduur varieert afhankelijk van het model en de belasting.
De UKD-150H is bijvoorbeeld geschikt voor minimaal 1,000 elektrische schakelingen bij 1000V/70A, 900V/90A en 750V/150A, terwijl de gespecificeerde elektrische levensduur bij 450V/150A toeneemt tot minimaal 5,000 schakelingen. De UKD-300H specificeert eveneens verschillende waarden voor de elektrische levensduur bij verschillende spannings-/stroomcombinaties.
Dit illustreert waarom een elektrische levensduur nooit met één enkel getal mag worden weergegeven zonder de bijbehorende spanning en stroomsterkte te vermelden.
6
Stap 6: Het milieu
De werkomgeving is een andere belangrijke selectiefactor.
De UKD-H-serie specificeert:
- Werktemperatuur: -40 ° C tot + 85 ° C
- Trilling: sinusvormige schok, 2.5 g, 5–50 Hz
- Impact: 50 g, 11 ms, halve sinus
- Montagehoogte: tot 2 km
- Beschermingsgraad contactoppervlak: IP67
- Doorlopende werkdienst
Deze specificaties maken de omgevingsomstandigheden een belangrijk onderdeel van het selectieproces, met name bij voertuigen en andere toepassingen die worden blootgesteld aan trillingen, temperatuurschommelingen, vocht of mechanische impact.
Het voorlaadcircuit
Het voorlaadcircuit is een belangrijk onderdeel van veel hoogspanningsgelijkstroomsystemen. Wanneer een hoofdschakelaar sluit op een ontladen DC-koppelingscondensator, kan de initiële inschakelstroom zeer hoog zijn.
Een voorlaadschakelaar met weerstand kan worden gebruikt om deze inschakelstroom te beperken en de DC-koppelingsspanning te laten stijgen voordat de hoofdschakelaar sluit.
De voorlaadschakelaar moet worden gekozen op basis van de werkelijke voorlaadstroom, spanning, pulsduur, schakelfrequentie en vereiste elektrische levensduur.
Waarom de voorafgaande aanbetaling belangrijk is
Zonder een geschikte voorlaadprocedure kan een ontladen DC-linkcondensator een grote inschakelstroom trekken wanneer deze rechtstreeks op de batterij of gelijkstroombron wordt aangesloten. Dit kan aanzienlijke elektrische belasting veroorzaken op de hoofdschakelaar en andere componenten in het gelijkstroomcircuit en kan het risico op contactschade of lasbreuk vergroten.
Het voorlaadcircuit moet daarom worden beschouwd als onderdeel van het algehele ontwerp van de contactor en het gelijkstroomcircuit.
De weerstandsgrootte bepalen
De voorlaadweerstand wordt doorgaans gekozen op basis van de DC-linkcapaciteit, de gewenste laadtijd, de toelaatbare beginstroom en het pulsvermogen van de weerstand.
Voor een vereenvoudigd RC-laadcircuit:
V(t) = VDC × (1 − e^(-t/RC))
De weerstandswaarde beïnvloedt zowel de beginstroom als de laadtijd. De weerstand moet bovendien bestand zijn tegen de energie die tijdens de voorlaadpuls wordt opgewekt.
De voorlaadcontactor moet vervolgens worden gecontroleerd op de resulterende spanning, stroomsterkte, pulsduur, schakelfrequentie en elektrische levensduur.
FAQ
Wat is het verschil tussen een hoogspannings-gelijkstroomschakelaar en een normale schakelaar?
Een hoogspannings-gelijkstroomschakelaar is specifiek ontworpen voor het schakelen van gelijkstroom, waarbij er geen natuurlijke stroomnuldoorgang is. Het contactsysteem en het ontwerp van de vlamboogdoving moeten daarom geschikt zijn voor de betreffende gelijkspanning en -stroom.
Welke spanning heb ik nodig voor een DC-systeem van een elektrische auto?
De nominale gelijkspanning van de contactor moet de werkelijke maximale bedrijfsspanning van het circuit dekken. Kies een contactor niet alleen op basis van het nominale systeemlabel; controleer de door de fabrikant opgegeven nominale contactspanning en de werkelijke bedrijfsomstandigheden.
Hoe kies ik de juiste voorlaadcontactor?
Begin met de DC-koppelingscapaciteit, de gewenste laadtijd, de toelaatbare inschakelstroom en de voorlaadweerstand. Selecteer vervolgens een contactor waarvan de spanning, stroom, schakelfrequentie en elektrische levensduur geschikt zijn voor de resulterende voorlaadbelasting.
Waarom zijn hoogspanningsgelijkstroomcontactoren afgedicht?
Een afgesloten contactkamer beschermt de contacten tegen vocht en vervuiling en zorgt voor een gecontroleerd intern klimaat voor gelijkstroomschakeling. De KRIPAL UKD-H-serie maakt gebruik van epoxyharsafdichting en stikstofgasvulling, met een IP67-beschermingsklasse voor het contactgebied.
Kan ik elke spoelspanning gebruiken met een hoogspanningsgelijkstroomschakelaar?
Nee. De spoelspanning moet overeenkomen met de specificaties van de geselecteerde contactor. De UKD-50H is bijvoorbeeld gespecificeerd met een 9–36V DC-spoel, terwijl andere UKD-H-modellen 12V, 24V en andere toepasselijke spoelopties vermelden. Controleer altijd de exacte modelspecificaties voordat u het stuurcircuit aansluit.
Wat gebeurt er als de contactor te klein is?
Een ondergedimensioneerde contactor kan leiden tot een te hoge contacttemperatuur, versnelde slijtage van de contacten en schade tijdens het schakelen met hoge stroomsterkte. Het is daarom essentieel om de juiste stroomsterkte, spanning, schakelcapaciteit, elektrische levensduur en omgevingsclassificatie te kiezen.
De selectie op basis van zes gegevenspunten
Bij de selectie van een hoogspannings-DC-schakelaar moet rekening worden gehouden met zes belangrijke aspecten: continue stroomsterkte, DC-spanning, schakel- en uitschakelvermogen, spoelregeling, elektrische en mechanische levensduur en omgevingsomstandigheden.
De KRIPAL UKD-H-serie omvat producten met een contactstroomsterkte van 50A tot 300A en een nominale contactspanning tot 750V DC, afhankelijk van het model. De serie maakt gebruik van een afgedichte constructie, stikstofvulling, een energiebesparende printplaat met dubbele spoel en een IP67-beschermingsklasse voor het contactoppervlak. De verschillende modellen hebben uiteenlopende specificaties voor spoel, elektrische levensduur, momentane stroomsterkte en uitschakelstroomsterkte. Het is daarom belangrijk om altijd het juiste model te selecteren aan de hand van het bijbehorende specificatieblad.
Voor elektrische voertuigen, laadapparatuur voor elektrische voertuigen, airconditioningsystemen voor auto's, voedingen voor telecommunicatie en andere gelijkstroomschakeltoepassingen, kunt u KRIPAL de circuitspanning, de continue stroomsterkte, de schakelduur, de spoelvoeding en de omgevingsvereisten doorgeven. Ons engineeringteam kan u helpen bij het bepalen van de juiste UKD-H-configuratie. Bekijk ons assortiment hoogspanningsgelijkstroomcontactoren , gerelateerde contactoren en relais , of neem contact met ons op voor ondersteuning bij uw toepassing.
Vraag een offerte aan
Technische referentie
De technische gegevens in dit artikel zijn gebaseerd op de productspecificaties van de KRIPAL UKD-H-serie. De daadwerkelijke keuze van de contactor dient te worden geverifieerd aan de hand van het meest recente modelspecifieke gegevensblad en de elektrische en omgevingsomstandigheden van de toepassing.
Zoeken
July 30, 2026
