Elektroniliste vooluvahtide tööstruktuur ja testimine

1 Jõudluslikud eelised

Viimastel aastatel on elektronilised võimsustekandjad (ECTs) saanud oluliseks tööstuslike trendiks. Riiklikud standardid klassifitseerivad need kaheks tüübiks: Aktiivsed optilised võimsustekandjad (AOCTs, aktiivsed hübriidilised tüübid) ja Optilised võimsustekandjad (OCTs, passiivsed optilised tüübid). Aktiivsed hübriidilised ECTs kasutavad vähemahulisi elektromagnetilisi teisendajaid ja Rogowski keeleid põhiline elementideks (Joonis 1).

Rogowski keeled ületavad traditsiooniliste sensorite jõudluse mitte-sättumise ja laia dünaamilise ulatusega, suurendades võimsuse edastamise tõhusust. Siiski on nende vastupidavus häirijate vastu (näiteks välise magnetväli, temperatuuri/niiskuse muutuste vastu) madal, mis suurendab vea ohtu käsitsi/paalitult kaeltoides. Elektromagnetiliste ECTs seas eristuvad vähemahulised mudelid: läbipakutud tehnoloogia, stabiilne jõudlus, suur tundlikkus, massitootmise valmisolu ja lai rakendamine võimsusesüsteemides.

2 Struktuur & töötamise printsiip
2.1 LPCT: struktuur & toimimine

LPCT (vähemahuline elektromagnetiline ECT) on defineeritud GB/T 20840.8-2007 standardis kui ECT implementatsioon. Kui esindav elektromagnetiline teisendaja, LPCT jõudlus ja tehnoloogiline lõbusus kasvab igal aastal, lubades laia rakendamisala.

LPCT annab võimsusesüsteemidele eelise madala sekundaarlaadi ja lõdvama mõõtmisnõudega. Kasutades kõrge permeabilitusega materjale (nt raud-põhine nanokristallne allane), saavutatakse täpne mõõtmine väikese tuuma abil.

Koos prooviresistoriga Rs, elektromagnetilise teisendajaga ja signaali edastamise üksusega toimib LPCT järgmiselt: põhiline busi võimsus teisendatakse sekundaarseks võimsuseks, mida prooviresistor teisendab alproportsionaalseks signaaliks põhise võimsusega. Kahekordse ehitusega torunud juhe edastab selle signaali Tarkvarapõhisele Elektronilisele Seadmele (IED), kaitstes väliseid elektromagnetilisi häirijaid edastamisel.

2.2 Rogowski keele struktuur ja töötamise printsiip

Rogowski keeled ületavad muud VV võimsuse mõõtmise meetodid eeliste poolest nagu suurepärane lineaarsus, lai sageduspiirkond, puudus rauatüvi, madal hind, väike kaal ja lihtne paigaldus/hoidmine. Oluliselt vältivad nad histerese ja sättumist, tagades laia ja täpse mõõtmise.

Tavaliselt käidetakse pehmeid juhte tihti ümber mitte-magnetilise skeleti (vt Joonis 2) keeleks. Ampère seaduse kohaselt on magneetväli H tugevuse integraal sulgeline kontuur võrdub kinnitatud võimsusega. Praktikas on aga täpne ja ühtlane kaeltoitus (konstantne risti lõik) raske saavutada, piirates stabiilsust.

Selle lahendamiseks optimiseeritakse keeli süsteemi vajadustele. Näiteks kasutatakse PCB-põhiseid disaineid arvuti/IT tööriistade abil ühtsa juhe paigutamiseks ja digitaalseks risti lõigu töötlemiseks. Kaks keelt, kaeltoodud vastupidises järjekorras, võivad vähendada elektromagnetilist häirijat, suurendades pingesignaali ja täpsust pikilise magneetväli nullimise kaudu.

Parandatud PCB Rogowski keeled ületavad traditsioonilised puudused (nt madal vastupidavus häirijate vastu, ebatäpne mõõtmine). Lihtsamatega struktuuriga, teadusliku disainiga ja täpse tootmisega on need ideaalsed võimsusesüsteemide edendamiseks.

3 Prooviresistori ja Rogowski keele sisemise vastuse temperatuurikoefitsiendid
3.1 LPCT prooviressistori temperatuurikoefitsiendi test

Praktikas põhjustavad materjalide omaduste ja protsesside ebakonsistentne vastuse väärtuse deebere, mille mõju on mõõtmistäpsusele. Vastus muutub ka temperatuuri muutusega, mõjutades oluliselt teisendaja suhtevead.

Järeldus: PCB Rogowski keele ja LPCT prooviressistori vastuse väärtused muutuvad temperatuuri muutusega, millel on võimsusesüsteemidele ohusrisk. Seega, tuleb teaduslikult testida temperatuuri mõju PCB Rogowski keelele ja ekraanida prooviressistoreid, et tagada teisendajate vastavus disaini ja toimimise stabiilsusele.

3.2 Rogowski keele vastuse langeduse ja suhtevea test

Operatsioonid simulatsioonidega temperatuurikeskkondi, PCB Rogowski keele töötamine erinevatel temperatuuridel, andmete muutuste registreerimine, temperatuuri mõju analüüs ja disaini optimeerimine, et parandada tõhusust.

See test hindab PCB Rogowski keele jõudlust ja sobivust võimsusesüsteemidele. Kasutades konstantset temperatuurikambril ja LCR-testimissüsteemi: asetatakse keel kambris, siis kasutatakse LCR/elektronilisi võimsuse testimissüsteeme, et mõõta vastuse langedust ja suhtevead, tagades valide andmed kontrollitud temperatuuritingimustes (nt -50 °C, 250 °C, 450 °C).

Pärast testi analüüs: PCB sisemine vastus on temperatuuritundlik, kuid temperatuur mõjutab minimaalselt nurka/suhevead – tagades võimsusesüsteemi kaitse.

4 Järeldus

Võimsustekandjad on kriitilised võimsusesüsteemide kaitse ja mõõtmise jaoks. Nende jõudlus mõjutab otse süsteemi stabiilsust ja kasutaja elektri tarnimist. Seega, tuleb intensiivistada 10 kV elektrooniliste võimsustekandjate uurimist, et toetada Hiina võimsusetööstuse tervislikku kasvu.