Katı Hal Dönüştürücü vs Geleneksel Dönüştürücü: Avantajlar ve Uygulamalar Anlatılıyor

Katı hal dönüştürücü (SST), aynı zamanda güç elektronik dönüştürücü (PET) olarak da bilinir, bir statik elektrik cihazıdır ve güç elektronik dönüştürme teknolojisini elektromanyetik indüksiyona dayalı yüksek frekanslı enerji dönüştürme ile bütünleştirir. Bu, elektrik enerjisini bir güç özelliklerinden diğerine dönüştürür. SST'ler güç sisteminin istikrarını artırabilir, esnek güç iletimini sağlayabilir ve akıllı şebeke uygulamaları için uygun hale getirilebilir.

Geleneksel dönüştürücüler, büyük boyut, ağır ağırlık, şebeke ve yük tarafları arasındaki karşılıklı etkileşimler, ve enerji depolama yeteneğinin olmaması gibi dezavantajlar nedeniyle, istikrarlı ve güvenli bir güç sistemi operasyonu için artan pazar taleplerini karşılamada giderek daha fazla yetersiz kalıyorlardır. Buna karşılık, katı hal dönüştürücüler kompakt ve hafif olup, ana akım, ikincil gerilim ve güç akış üzerinde esnek kontrol sağlar. Güç kalitesini artırır ve voltaj pertürbasyonlarını ele almakta, sistem operasyonunun istikrarını sağlamakta ve esnek güç iletimini sağlamakta açık avantajları vardır. Elektrik sanayisi dışında, SST'ler elektrik araçlarında, tıbbi ekipmanlarda, kimyasal işlemede, havacılık ve askeri alanlarda da kullanılabilir.

Özellikler

Elektronik dönüştürücü, yeni bir güç dönüştürme cihazıdır. Geleneksel güç dönüştürücülerin temel işlevleri olan gerilim dönüştürme, elektrik izolasyonu ve enerji aktarımı yanı sıra, güç kalitesi düzenleme, güç akışı kontrolü ve reaktif güç telafi gibi ekstra yetenekler sunar. Bu geliştirilmiş işlevler, güç elektronik dönüştürme ve gelişmiş kontrol teknolojileri ile sağlanır, bu sayede hem ana hem de ikincil taraftaki gerilimlerin ve akımların genliği ve faz açısı üzerinde esnek manipülasyon mümkün hale gelir. Sonuç olarak, güç akışı sistem gereksinimlerine göre hassas bir şekilde kontrol edilebilir, daha istikrarlı ve esnek bir güç iletimi sağlar. SST'ler modern güç sistemlerindeki birçok zorluğu çözebilir ve bu nedenle geniş uygulama potansiyeline sahiptir.

Geleneksel güç dönüştürücülere kıyasla, PET'ler aşağıdaki özellikleri sunar:

• Kompakt boyut ve hafif ağırlık;

• İzole yağ ihtiyacını ortadan kaldırarak çevre kirliliğini azaltan, bakım işlemlerini basitleştiren ve güvenliği artıran hava soğutmalı işletme;

• İkincil tarafta sabit bir çıkış gerilimi amplitudunu sağlama yeteneği;

• Sinüzoidal giriş akımı ve çıkış gerilimi ile birlikte birim güç faktörüne ulaşma yeteneği. Hem ana hem de ikincil taraftaki gerilimler ve akımlar kontrollüdür, güç faktörünün keyfi ayarlanmasına imkan tanır;

• Yüksek güç yarıiletken cihazlarının mikrosaniye içinde arızalı akımları kesme yeteneği ile dahili devre kesici işlevselliği—ayrı koruma röleleri gerekmemektedir.

Ayrıca, güç elektronik dönüştürücüler pil bağlantısı ile güç sağlamanın güvenilirliğini artırma, özel faz dönüşümleri gerçekleştirme (örneğin, üç fazdan iki faza veya üç fazdan dört faza), ve hem AC hem de DC çıkışları eş zamanlı olarak sağlama gibi benzersiz işlevler sunar. Bir referans çalışmasında, yazarlar geleneksel güç dönüştürücüler ve kendiliğinden dengeleyen güç elektronik dönüştürücüler arasında beş farklı çalışma koşulu altında simülasyon karşılaştırmaları gerçekleştirdi.

Simülasyon sonuçları, PET'nin tam yük nominal işlemde, düşük gerilim taraftaki tek faz açık devresi, üç faz kısa devresi, yüksek gerilim taraftaki dengesiz üç faz gerilimi ve harmonik kirlilik altında, girdi ve çıkış karakteristiklerinde üstün performans gösterdiğini göstermektedir. PET, bir tarafındaki dengesizlikleri veya pertürbasyonları diğer tarafına etkiletmekten etkili bir şekilde korur, geleneksel dönüştürücülere kıyasla önemli ölçüde daha iyi bir performans sergiler.