Նիստերի համակարգերի ցանցերում ցածր լարման դիմադրող պինդ վիճակում գտնվող կոնտակտային հայտարարների կարևոր տեխնոլոգիաները

1 Տեխնիկական چուրահատումներ

1.1 Սարքերի զուգահեռ աշխատանքի կայունությունը
Առաջին դեպքում միայն մեկ էլեկտրոնային սարքի հոսանքի տարածական հնարավորությունը բավականին սահմանափակ է: Բարձր հոսանքի պահանջները հաստատելու համար հաճախ օգտագործվում են մի շարք զուգահեռ կապակցված սարքեր: Սակայն սարքերի միջև պարամետրերի տարբերությունները, օրինակ՝ սահմանային հոսանքի և սահմանային լարման փոքր տարբերությունները, կարող են առաջ բring անհամասեռ հոսանքի բաշխում զուգահեռ աշխատանքի ընթացքում: Սահմանափակ ինդուկտիվությունների և էլեկտրական ունակությունների ազդեցությունը կարող է ավելի շատ հոսանքի փոփոխություններ առաջացնել զուգահեռ սարքերի միջև, որը կարող է ավելի շատ հոսանքի անհամասեռություն առաջ բring անել: Եթե չեն վերացնում այդ անհամասեռությունը, որոշ սարքեր կարող են կայացնել կորստ կամ հեռացնել ազդեցությունների պատճառով, ինչը կորցնում է պինդ վիճակում գտնվող սարքերի աշխատանքային ժամկետը:

1.2 Սխալի հայտնաբերման հետաձգումը
Դիրքային համակարգերում սխալի հոսանքի հատկությունները կարգավորված համակարգերի հատկություններից մի անգամ տարբեր են, որոնք չունեն զրոյական կետեր, որոնք օգնում են սխալի հայտնաբերման և հետադարձման համար: Սա պահանջում է պինդ վիճակում գտնվող սարքերից մի շարք միկրովտուն մակարդակի սխալի հայտնաբերման ալգորիթմներ օգտագործել, որպեսզի ճշգրիտ որոշեն սխալները և արագ պատասխանեն: Սակայն սովորական սխալի հայտնաբերման մեթոդները ունեն նշանակալի հետաձգում, երբ դիտարկվում են արագ փոփոխվող դիրքային սխալի հոսանքները, որոնք չեն կարող անցնել արագ պաշտպանության պահանջները:

1.3 Ջերմային հանածուների և ծավալի հակասությունը
Արդի էլեկտրաէներգետիկ համակարգերի բարձր էներգիայի խտության պահանջները պինդ վիճակում գտնվող սարքերի պարամետրերի մեջ պահանջում են ավելի բարձր էներգիայի հանդիպման հնարավորություն սահմանափակ տարածքում: Սակայն բարձր էներգիայի խտությունը առաջ բring է էլեկտրոնային սարքերի կողմից ստեղծված ջերմության սպառական աճը: Անբավարար ջերմային հանածուները կարող են առաջ բring անհարմար ջերմաստիճաններ, որոնք կարող են վերացնել սարքերի աշխատանքը և հնարավոր է առաջ բring ջերմային անսահմանափակություն և սարքերի կորստը: Սովորական ջերմային հանածուները կարող են աշխատել պաշտոնապես բարձր էներգիայի խտության պինդ վիճակում գտնվող սարքերի համար: Ինչպես նաև հեղուկ ջերմային հանածուները կարող են բարելավել ջերմային հանածուների էֆեկտիվությունը, սակայն դրանք ավելացնում են սարքերի ծավալը և արժեքը: Այսպիսով, ինչպես համատեղել էֆեկտիվ ջերմային հանածուները համարյա ռեալիստիկ ծավալով համաձայնացումը մնում է պինդ վիճակում գտնվող սարքերի պարամետրերի հիմնական հարցը:

2 Կարևոր տեխնոլոգիական հետազոտություն

2.1 Լայն տարածության սարքերի կիրառման տեխնոլոգիա
(1) SiC MOSFET-ի ընտրությունը և կանգնացումը
Լայն տարածության սարքերի միջև ցածր հոսանքի կորուստով SiC MOSFET-ները ունեն նշանակալի առավելություններ: Այս սարքերի զուգահեռ կիրառումներում կարողացնելու համար օգտագործվում է սիմետրիկ անմիջական կապված միացման լայնակ (DBC) սահմանափակումը: Այս սահմանափակումը արդյունավետորեն կրում է սարքերի սահմանափակ ինդուկտիվությունը, որը կարևոր է սարքերի սահմանափակ բարձրացման համար: Սահմանափակ բարձրացման ընթացքում, հատկապես հանգույցի հանգումը, սահմանափակ ինդուկտիվությունը և սարքերի էլեկտրական ունակությունը կարող են առաջ բring սահմանափակ լարման ոլորումը: Պարամետրական փորձերը ցույց են տալիս, որ սիմետրիկ DBC սահմանափակումը հանգույցի հանգումից սահմանափակ լարման ոլորումը կարող է սահմանափակվել 5% էջ: Սա ոչ միայն բարելավում է սարքերի զուգահեռ աշխատանքի դինամիկ կայունությունը, այլև կրճատում է սահմանափակ լարման ոլորումից սարքերի կորստի մնացորդը:

(2) Դինամիկ հոսանքի բաժանումը սահմանափակումը
Զուգահեռ սարքերի միջև հոսանքի անհամասեռ բաշխման հարցի լուծման համար ներկայացվում է հոսանքի բաժանման բուսական սահմանափակումը և ադապտիվ PI կարգավորման համակցությունը: Հոսանքի բաժանման բուսական սահմանափակումը, իր միակ կառուցվածքով, ֆիզիկական մակարդակում սահմանափակ հոսանքի բաշխման ճանապարհ է տալիս յուրաքանչյուր զուգահեռ ճյուղի համար: Այս հիմքում ադապտիվ PI կարգավորման ալգորիթմը դինամիկ կարգավորում է յուրաքանչյուր սարքի դիրքային սահմանափակումները իրական ժամանակում ճյուղային հոսանքի սահմանափակումների հիման վրա, հաստատելով ավելի ճշգրիտ հոսանքի բաժանման սահմանափակումը:

2.2 Արագ սխալի հայտնաբերում և հետադարձում տեխնոլոգիա
(1) Սխալի հայտնաբերումը սահմանափակ լարման հիման վրա
SiC MOSFET-ի կորուստի հատկությունների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ կորուստի ընթացքում դրանց սահմանափակ լարման (VDS) արագ բարձրանում է 900V-ի միջոցով, մինչդեռ սահմանափակ լարման արագ իջնում է ավելի քան 10 V/ns գործակցությամբ: Այս հատկության օգտագործմամբ նախատեսվում է երկու սահմանային համեմատող սահմանափակում սահմանափակ հայտնաբերման համար, որը սահմանում է երկու հոսանքի սահմանային սահմանափակումներ՝ Ith1 = 500 A և Ith2 = 1.2 kA: Երբ հայտնաբերված հոսանքը գերազանցում է Ith1-ը, նախաշարժում է սկզբնական նախազգուշացումը. գերազանցումը Ith2-ը նշանակում է հաստատուն կորուստ: Նախատեսված հայտնաբերման սահմանափակումը և սահմանափակ սահմանափակումների պրոցեսավորման ալգորիթմը հաստատում են միայն 0.8 μs հայտնաբերման հետաձգում: Այս մոտեցումը սովորական մեթոդների կողմից կոմպլեքս սահմանափակ սահմանափակումների հետադարձումը և պրոցեսավորումը շրջելով օգտագործում է SiC MOSFET-ի բնական էլեկտրական հատկությունները, նշանակապես բարելավելով սխալի հայտնաբերման ճշգրտությունը:

(2) Մի շարք նպատակների օպտիմալ հետադարձում սահմանափակումը
Պինդ վիճակում գտնվող սարքերի բարձր կարգի սխալի հետադարձումը հաստատելու համար, հետադարձման ժամանակը (Δt), էներգիայի կլանումը (EMOV) և առաջին հոսանքը (Ipeak) սահմանվում են որպես նպատակային ֆունկցիաներ, օպտիմալ հաստատում են մի շարք նպատակների մասնիկային հունված օպտիմիզացման (MOPSO) ալգորիթմի միջոցով: Ավելի կարճ հետադարձման ժամանակը ավելի լավ պաշտպանություն է տալիս համակարգի սարքերի համար. էներգիայի կլանումը ազդում է պաշտպանական կազմակերպությունների, ինչպիսիք են MOV-երի ընտրության և աշխատանքային ժամկետի վրա. առավել առաջին հոսանքը ստեղծում է նշանակապես էլեկտրական լարվածություն, որը ազդում է սովորական սարքերի աշխատանքի վրա:

MOPSO օպտիմիզացման շատ կրկնությունների հիման վրա սահմանվում են օպտիմալ պարամետրերը. հոսանքի սահմանափակում Lb = 15 μH և MOV սահմանափակ լարման գործակից γ = 1.8: Օգտագործելով այս օպտիմալ պարամետրերը, հետադարձման ժամանակը կրճատվում է 73.5 μs-ի, և առավել առաջին հոսանքը սահմանափակվում է 526 A-ի: Օպտիմիզացման էֆեկտը պատկերացնելու համար նախատեսվում է TOPSIS որոշման մեթոդը, որը համեմատում է օպտիմիզացման առաջ և հետ արդյունքները: Համեմատումը ցույց է տալիս նշանակալի բարելավում կարգավորման ժամանակը, էներգիայի կլանումը և առաջին հոսանքը կարգավորող հիմնական ցուցանիշերի մեջ, նշանակապես բարելավելով ընդհանուր կարգավորումը և ավելի լավ համապատասխանելով պինդ վիճակում գտնվող սարքերի արագ և արդյունավետ հետադարձման պրակտիկ ինժեներական պահանջներին:

2.3 Բարձր կայունության մեխանիկական կառուցվածքի պարամետրերը
(1) Պարmanent մագնիսական իզոլատոր սարք
Պինդ վիճակում գտնվող սարքերի կայունության և կայունության բարելավումը նպատակով նախատեսվում է պարmanent մագնիսական իզոլատոր սարք, որը օգտագործում է երկու կայունության պարmanent մագնիսական մեխանիզմ: Այս կառուցվածքում փակման և բացման կայունությունը հիմնականում սահմանափակվում է պարmanent մագնիսների կողմից, որը կոյլը կայունացնում է միայն կայունության ժամանակ: Սա կրճատում է էլեկտրաէներգիայի ծախսը մոտ 90% սովորական էլեկտրոմագնիսական իզոլատոր սարքերի համեմատ: Adams դինամիկ սիմուլյացիայի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ պարmanent մագնիսական իզոլատոր սարքի մեխանիկական կայունությունը գերազանցում է 1 միլիոն գործառույթ, որը կայունության արագությունը 3 m/s-ի է: Բարձր կայունության արագությունը համարյա պարապական կայունության ժամանակ սահմանափակում է կայունության կայունությունը, կրճատում է էլեկտրական արագության առաջացումը և բարելավում է սարքի հետադարձման կարգավորումը: .getLong մեխանիկական կայունությունը պարամետրերի կայունությունը ստաբիլիզացնում է կայուն կայունությունը երկար աշխատանքային ժամկետում, կրճատում է սարքերի սպառումը և փոխարինումը, որով առաջ բring է պինդ վիճակում գտնվող սարքերի արդյունավետ աշխատանքի համար ուժեղ աջակցություն:

(2) Ջերմային կառավարման