Kõrgpingevoolulistele elektroonilistele transformatorte omistatud võtmetehnoloogiad ja väljakutsed

Traditsioonilised elektrijaamad silmitsesid oma sensorite tõttu olevate probleemidega. Need on kriitilised elektrijaama jälgimise, kontrolli ja kaitse (nt veateede kirjutamine, ohutuse kontroll) jaoks. Suure elektrienergia edastamisel teabevahendite kaudu ning digitaalsete süsteemide puuduliku digitaalse signaali väljundiga keerastub teinekordne suhtlus. Kompleksne teinekordne juhtmete paigutus kompenseerib mikroarvutite kõrget usaldusväärsust, lihtsustades kaitset ja teinekordset seadist. See innovatsioon integreerib teinekordset varustust süsteemidesse, kiirendades alamjaama digitaliseerimist/arvutipõhistest ja muutes elektrisüsteemi automaatika/kaitse.

Elektroonilised transformatood hoolitsevad optilise edastuse eraldamise eest, kuid signaalide kirjutamise/edastamise jaoks vajavad kõrgepingelised jooned stabiilset, usaldusväärset DC energiat – see on oluline tehniline väljakutse, mis põhineb füüsikas. Mõõdetava kõrgepingelise juhe ümber muutuv elektromagnetiline väli, mida saab elektromagnetilise induktsiooni kaudu, on ideaalne (energia on "enda stimuleeriv", millest saadetakse ja kasutatakse mõõdetavas objektis, AC elektromagnetilise stimulatsiooni alusel). Siiski sunnevad tehnilised takistused sõltuma kallile meetodile (nt lazerid, mikrolained). See artikkel uurib elektritoe endregulatsiooni uuteima elektroonika abil, hõlmades optilist suhtlust ja magnetilisi materjale.

1 Õhukese spiraal

Selles etapis kasutavad kõrgepingelised ETA-d õhukeste spiraale sensorte. Madalpingelised pooljuhelisteklaasid, mis toimetatakse optiliste laaste kaudu kõrgepingeliste moduleeritud joontega, teisendavad pingesignaale. Mõõdetud elektriline info (sisendina digitaalsignaalidena) käivitab LED-id, mille signaalid edastatakse madalpingelisele poolele optilisteks impulsideks.

Teadlikult traditsioonilistest transformaatorispiraaldest, õhukeste spiraalide peavad järgima rangeid reegleid: Teinekordne spiraal on tasakaalustatult paigutatud mitmeetiliste magneetiliste skelettide (ühtlane ristlõige); spiraalid jagavad sama kuju; iga spiraali horisontaalne tasand peab olema risti spiraalikere tangenti (muul viisil suureneb mõõtmisvead). Poolautomaatne spiraali paigutamine ei vasta tihti praktikas nendele kriteeriumidele, suurendades massitootmise ajal energia tarbimist. Tavaliselt jõuab õhukese spiraali struktuuriline täpsus 0,1% (keskmine 2%).

Kuigi temperatuuri seotud toimimine on lihtne, määravad IEC-standaadid selged kvantitatiivsed nõuded teinekordsele väljundile nominalpinge korral – kõik algse lükke võetakse arvesse mõõtmisveade kohta. Oluline on lahendada õhukese transformaatori atomiseerimine tootmisel. Transformaatoritel, mis kasutavad vastupanumärgiseid, on vaja erilist heakskiitu (Elektriautomaatikute ja Mehaanikute Ameti poolt) teinekordsele väljundile, mis takistab tööstuslikku rakendamist. Seega on vaja uusi õhukese spiraali optiliste sensorite struktuure. PCB-tehnoloogia abil arendasid teadlased innovaatilisi disaine, parandades mõõtmistäpsust ja stabiilsust.

2 Ajutised omadused

Kõrgepingelises võrgus, suure süsteemi kapasituse tõttu, on pikaajaline esmane tsükkel. Reliivi kaitse aktiveeritakse üleminekul, pikaaegsete lühikringi vooladega. Kaitsevahendi toimimise tagamiseks peavad transformaatorid jääma vähegi distordeerituna; teinekordne väljundsignaal asendab esimese katkestamisvoolu, ja ajutised defektid määratletud perioodil ei tohi ületada piire. Õhukese spiraali põhjal toimiva elektroonilise energia transformatoori ajutised omadused on oluline tugevus.

Integreerija, millel on piiratud aegkonstant, taastab mõõdetud elektrilisi signaale. Kui ringid sisaldavad iodüüperioodilisi komponente, sõltuvad viga rohkem madalaimast sagedusest. Madalamad sagedused parandavad jälgimist ja vähendavad vigu (nt süsteemi avamise elemendi nõrkene 0,5 sekundis nõuab, et võimsuse konverteerija madal sagedus jääks alla 2Hz parema dämpingu tsükli jälgimiseks). Aeglasem ajutine lagunemine ja väljundsignaali vähendamine toimuvad, kui õhukese voolu transformatoorid ja integreerijad sulgevad nulli esmane vool. Nullpositsiooniliste sulgemissüsteemide ebakompatibilitus tekitab mõõtmisvead. Seega on integreerija disain ja optimeerimine oluline õhukese transformatoori toimimise jaoks.

3 Kõrgepingeline energiaallikas

Õhukese energia transformatood kasutavad "energia võtvaid energiaallikaid" esmane joone energia võtmiseks kõrgepingelisel. Elektroonilised ringid pakuvad energiat, kuid väga madalad esmaneed (nt ≤5% nominalsest voolust) takistavad voolukonverteerijaid hoolda normaalist eksitust või edastada energiat, tekkitades energia surmakoha. Valgolaaste energia disainimine madalpingeliste pooljuhelisteklaaside kõrgepingeliste modulaatorite jaoks näeb ette kõrge energia tarbimise (≈60mW).

Energiate kasutamise ja toimivuse tasakaalustamine on oluline: 30% fotoelektrilise teisenduse efektiivsusega vajavad pooljuhelisteklaasid vähemalt 180mW väljundit – lühendades nende elu- ja suurendades kulutusi. Hübriidenergiaandurid lahendavad seda: KT toimetab energiat kõrge esmane voolude jaoks; laseripõhised andurid pikendavad elu- madalate voolude korral. Laservoolude sõltuvus suurendab transformaatori väljakutseid, kui need lõpetavad töö, nii et on vaja kahte optilist modulaatorit ja intellegeentseid juhtstrategiaid (ennustamaks režiimi vahetust ja käsitlemaks lühikringe), mis lisavad kulutusi, kuid tagavad usaldusväärse energiatoomise.

4 Usaldusväärsuse disain

Elektroonilised dempferid ületavad traditsioonilisi, kuid sõltuvad komplekssetest tehnoloogiatest (nt tehnoloogia ülekandmine, kõrgepinge oskused), lõpuks neid asendades. Redundants suurendab usaldusväärsust: kaitsekanalid kasutavad topeltredundaantset õhukeste spiraalide ja konverteerijaid. Põhilised tööriistad (nt võimsuse mooduli konverteerijad) vajavad lihtsat automatiseerimist. Kaitsemeetmed aadressivad lühikringide mõju valmistamisperioodile ja kõrge jõudlusega lasere ATM-i kaitsekanalides. Kõrge jõudlusega lasersid võivad tekitada operaatoritele ohtu, kuid nad lülituvad välja võimsuse mooduliga, et vältida ohtlikke olukordi.