Taybetên Serbestî û Pirûzek yên Transformerên Elektronîk ya Bajar Key Technologies and Challenges of High-Voltage Electronic Transformers

Trasformatorên gavên tradîsyonel di navbera sensoran de pirseyên bingehîn hene. Herêmî, wan ji bo pêşgotina çavkaniyê, kontrol û parastina (mînak, tomara xerabkirin, kontrola ewlehiyê) şoreya ne. Lekin, dergallina mezin ênîja elektrîkî bi carrierên agahdariyê û çiyayışiye ya signalê digîtal nabe ji sistemên digîtal dikare biperwereke komunikasyonê yekemî. Berçevbûna kablên yekemî li ser tevniyêya mikrokomputeran an jî destpêkirin û amûrên yekemî. În berhemîn yênek wekheviyên yekemî hatine integre kirin ji bo system, qeydkirina digitîzasyon/teknolojîyê û vegerîna otomasyon/parastina sistema ênîja.

Transformatorên elektronîk îzolasyona transmetasyonê optikî dikarin bikin, lakin rêxanên ênîya mezin ji bo tomara/transmetasyona signalê hewceyên DC ênîya tesîl û parastîn- e- bir û reyîn hene- -yek sereke têknîkî ku ji fizîkê deriva dike. Cîhazî ya elektromagnetîk ke veqetandî ye di navbera rêxanên ênîya mezin de, ku ji bo induksyon elektromagnetîk reşike ye (enerji "xwe-stimulating" ye, ji objekti tomara werin veqetend û bi kar biyê, li ser stimulasyon elektromagnetîk AC). Lakin, pergalên têknîkî dikarîn were guherandin ji bo rêbazên brîndar (mînak, laser, mikrodolan). Ev nivîsê bêrbarîya xwe-guherandina rastînê bi teknolojîya elektronîkê yên terînye, ku komunikasyon optik û malperên magnetîk ênivîsa.

1 Bobînên Navendî

Di vê asta de, ETA ênîya mezin bobînên navendî dike veguhertin ji bo elementên tomara. Laserên semikonduktor ênîya kêmkir, ku ji fibran optikên li rêxanên modulate ênîya mezin werin destpêkirin, isyanên voltage biguheztin. Agahdariya elektrîkî (ji bo input siya digital) LED'ên direksiyon dike, fibran optikên isyanên be ser tarafê ênîya kêmkir biguheztin.

Ji bo bobînên transformatorên tradîsyonel, bobînên navendî reyînên girîng dikarin pêk bike: Bobînên yekemîn bi serbestî ser carkên magnetîk nêmatalî (herêmî cross-section); bobînên hevalên forma yekemîn; her bobîn di rastînda plane'y horizontal da divê bi tangente'y bobînê perpendikular be. Tomara demdemî dikarîn van standardek bi serbestî biguheztin, ku destpêkirina ênîya zêde bike. Serbestî, serbestîya struktûra bobînên navendî 0.1% (navbera 2%) ye.

Heke opereyasyon bi serbestîya temperatûra wêne, standarde IEC bi rastînê hesabkirin ji bo output yekemî ji bo currentên rated- e- bi rastînê- -her baştina sereke ji bo xeta tomara. Çareserkirina atomizasyonê ya transformatorên navendî di produksiyonê de bêrbar e. Transformatorên bi etiketên rezistans bi rastînê ji bo output yekemî destpêkirin (ji bo Departementa Servisên Elektrîk û Mekanîk), ku industrializasyonê çend bike. Naverok, strukturên nû yên sensoran optikên bobînên navendî hewce ye. Bi teknolojîya PCB, zanistmendan dizaynên innovativ dikin gihêve, ku serbestîya tomara û stabîlitya biguheztin.

2 Karakteristikên Transient

Di rêzanên ênîya mezin de, kapasiteya systemê mezin dike, ku ji bo vê yekemî vê yekemî cycle primary constant û derê. Parastina relay ji bo daweran transîsyon active dike, bi cureên short-circuit derin. Ji bo xebitina operasyonê ya amûrên parastina, transformatoran divê bi seddîk seddîk biguhezînin; signalê yekemî output yekemî dike, û defectên transient ji bo dema set divê bi seddîk seddîk biguhezînin. Karakteristikên transient ênîya bobînên navendî key strength ye.

Integrator, bi constant time limited, agahdariya elektrîkî biguheztin. Heke circuits iodine-periodic components din, error characteristics depend more on low-end frequencies. Lower down-frequencies improve tracking and reduce errors (e.g., a system’s opening element weakening in 0.5s requires the power converter’s low-frequency to stay below 2Hz for better damping cycle tracking). Slower transient decay and output signal attenuation occur when air-core current transformers and integrators shut off at zero primary current. Incompatibility with zero-position shutdown systems causes measurement errors. Thus, integrator design and optimization are critical for air-core transformer performance.

3 High-Voltage Side Power Supply

Air-core power transformers use “energy-taking power supplies” to draw energy from the primary conductor at high voltage. Electronic circuits provide power, but very low primary currents (e.g., ≤5% rated current) prevent current converters from maintaining normal excitation or transmitting energy, creating a power dead zone. Designing fiber-optic power for low-side semiconductor lasers’ high-voltage modulation circuits faces high power consumption (≈60mW).

Balancing energy use and performance is key: with 30% photoelectric conversion efficiency, semiconductor lasers need at least 180mW output—shortening their lifespan and raising costs. Hybrid energy carriers solve this: KT supplies power for high primary currents; laser-based supplies extend lifespans for low currents. Reliance on lasers risks transformer failure if they stop, so two optical modulators and smart control strategies (to predict mode switching and handle short-circuits) are needed, adding cost but ensuring reliable power.

4 Reliability Design

Electronic dampers outperform traditional ones but rely on complex technologies (e.g., tech transfer, high-voltage expertise), eventually replacing them. Redundancy boosts reliability: protection channels use dual-redundant air-core coils and converters. Key tools (e.g., power module converters) need simple automation. Protective measures address short-circuit impacts on sampling cycles and high-performance lasers in ATM protection channels. High-performance lasers pose operator risks but shut off with power modules to prevent hazards.