Fasttransformator jämfört med traditionell transformator: Fördelar och tillämpningar förklarade

En solidtillståndstransformator (SST), även känd som en strömföringsmässig transformator (PET), är en statisk elektrisk enhet som integrerar strömföringsmässig konverteringsteknik med högfrekvent energikonvertering baserad på elektromagnetisk induktion. Den omvandlar elektrisk energi från ett uppsättning strömföringsmässiga egenskaper till en annan. SST:er kan förbättra strömföringens stabilitеть, möjliggöra flexibel strömföring och är lämpliga för smarta nätapplikationer.

Traditionella transformatorer lider av nackdelar som stort format, tung vikt, ömsesidiga störningar mellan nät- och belastnings sidor, samt brist på energilagringskapacitet, vilket gör dem alltmer oförmögna att uppfylla marknadens krav på stabil och säker drift av strömföringssystem. I jämförelse är solidtillstånds-transformatorer kompakta och lätta, och erbjuder flexibel kontroll över primärström, sekundärspänning och effektflöde. De förbättrar strömkvaliteten och har tydliga fördelar i hantering av spänningsstörningar, säkerhet för systemdrift och möjliggörande av flexibel strömföring. Utöver energisektorn kan SST:er användas inom elbilar, medicinsk utrustning, kemiska processer, rymd- och militära områden.

Egenskaper

Den elektroniska transformatorn är en ny typ av effektkonverteringsenhet. Förutom de grundläggande funktionerna hos traditionella effekttransformatorer—spänningsoverföring, elektrisk isolering och energioverföring—erbjuder den ytterligare kapaciteter som reglering av effektkvalitet, kontroll av effektflöde och reaktiv effektkompensation. Dessa förbättrade funktioner möjliggörs genom integration av effektektronisk konvertering och avancerade kontrollteknologier, vilket tillåter flexibel manipulering av amplituden och fasen av spänningar och strömmar på både primär- och sekundär sidor. Som resultat kan effektflödet precis kontrolleras enligt systemets behov, vilket möjliggör mer stabil och flexibel effektöverföring. SST:er kan adressera många utmaningar i moderna strömföringssystem och därför har breda tillämpningsmöjligheter.

I jämförelse med traditionella effekttransformatorer erbjuder PET:er följande egenskaper:

• Kompakt storlek och lätt vikt;

• Luftkylt drift utan behov av isolerande olja, vilket minskar miljöföroreningar, förenklar underhåll och förbättrar säkerheten;

• Förmåga att erbjuda en konstant utgångsspänningsamplitude på sekundär sidan;

• Förbättrad effektkvalitet med sinusformad ingångsström och utgångsspänning, med möjlighet att uppnå en effektiv faktor på ett. Både spänning och ström på primär- och sekundär sidor är kontrollerbara, vilket tillåter godtycklig justering av effektiv faktor;

• Inbyggd strömbrytarfunktion—högpresterande halvledare kan avbryta felströmmar inom mikrosekunder, vilket eliminerar behovet av separata skyddsreläer.

Dessutom erbjuder effektektroniska transformatorer unika funktioner, såsom: förbättrad tillförlitlighet vid anslutning till batterier; förmåga att utföra särskilda fasomvandlingar (t.ex. trefas till tvåfas eller trefas till fyrafas); och kapaciteten att samtidigt leverera både växel- och likströmsutgångar. I en refererad studie genomförs simuleringsjämförelser mellan traditionella effekttransformatorer och självbalanserande effektektroniska transformatorer under fem olika driftsfall.

Simuleringsresultaten visar att PET:en visar överlägsna ingångs- och utgångsegenskaper under fullbelastad nominell drift, enfasöppen krets på lågspänningssidan, trefasstuds, ojämn trefasspänning på högspänningssidan, och harmonisk förorening. PET:en isolerar effektivt obalanser eller störningar på ena sidan från att påverka den andra sidan, vilket visar betydligt bättre prestanda än traditionella transformatorer.