ABB Vaste-staatlike DC-sirkuitskringbreekker Voordelene!

Volledig elektriese kommersiële vaartuike word steeds meer gewild, met DC-kragstelsels wat die voorkeur kry vir aan boord-stroomverspreiding weens hul vermoë om hoë stroomvloei binne beperkte ruimte te hanteer, by hoër stelsel-effektiwiteit en laer lewensikuskooste.

Kommersiële vaartuike uitgerus met aan boord-DC-netwerke het bewys dat hulle in staat is om by piek-energie-effektiwiteit te werk terwyl emissies geminimeer word. Dit lei tot beduidende kragbesparings en verminderde bedryfskoste in seeaanwendinge, van laadskippe tot cruiseskippe. Figuur 1 illustreer 'n voorbeeld van 'n DC-kragverspreidingsstelsel vir kommersiële vaartuike.

Die kragvoorsieningsvereistes en prestasie van DC-stelsels is afhanklik van uiterst vinnige foutebeskerming om beskermingselektiwiteit, hoë oorlewingsvermoë, en herkonfigureerbaarheid na 'n foutgebeurtenis te verseker. In praktyk bly foutebeskerming en isolering onder die sleuteluitdagings vir skipbord-DC-verspreidingsstelsels.

As gevolg van die eienskappe van kragsemiconductor-toestelle kan soliede-staat DC-sirkuitskringers (SS DCCBs) uiterst kort reaksietye en vinnige stroomonderbreking bied—tot 1,000 keer vinniger as elektromeganiese sirkuitskringers. ABB het 'n soliede-staat DC-sirkuitskringer ontwikkel met uiterst lae geleidingsverliese, hoë kragdichtheid, en uiterst vinnige reaksietyd, wat in staat is om die streng beskermingsvereistes van see-DC-kragverspreidingsstelsels te bevredig.

Hierdie oplossing is gebaseer op 'n parallelverbinding van Si Omgekeerde Blokkering IGCTs (RB-IGCTs), 'n aangepaste semiconductor-toestel wat vir lae verliese geoptimaliseer is, ontwikkel deur Korporatiewe Navorsing in Lenzburg en ABB Semiconductors, saam met geoptimaliseerde metaaloksidoorstandshoeders (MOVs). Die RB-IGCT is 1,000 keer vinniger as enige elektromeganiese kontak en geoptimaliseer vir lae geleidingsverliese. Die geoptimaliseerde MOVs kan hoë stelsel-induktiewe energie dissipateer en vinnige stroomonderbreking en isolering moontlik maak.

Hoogstroom soliede-staat DC-sirkuitskringers bring revolusionêre stelselbeskerming tot veilige, boog-vrye, en effektiewe DC-stelsels. Die ontwikkelde platform rig op stelselspannings tot 1,000 Vdc, met nommerplaatstrome wat varieer van 1,000 A tot 5,000 A. Die tegnologie bereik 'n effektiwiteit van tot 99,8%, vergelyk met 99,5% vir Si IGBT-gebaseerde oplossings. Die soliede-staat sirkuitskringers kan watergekoel word vir maksimum kragdichtheid of gevorderde twee-fase koeling gebruik, wat lugkoeling vereenvoudig terwyl dit prestasie naby vloeistofkoeling lewer, wat laer installasie- en instandhoudingskoste en langer batesleeftyd verseker.

Sy kragverlies is 70% laer as dié van soortgelyke oplossings. Binne tien jaar kan dit tot $200,000 op veeryse en tot $1 miljoen op cruiseskippe bespaar. Die nuwe sirkuitskringer kan ook in baie ander toepassings gebruik word, soos netwerkgekoppelde batteri-energiebergstelsels, datacenters, en elektriese voertuiglaaiinfrastrukture. In werklikheid het ABB projekfinansiering van die U.S. Department of Energy gewen om DC-sirkuitskringers vir elektriese voertuiglaaitoelewings te ontwikkel. Soliede-staat sirkuitskringers sal kragverspreidingsstelsels meer betroubaar en effektief maak, instandhoudingskoste verminder, en terselfdertyd die duursaamheidsvereistes van die volgende generasie kragnette bevredig.