ನಾಲ್ಕು ಪೋರ್ಟ್ ಸಾಲಿಡ್-ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ಅನ್ವಯ: ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷತೆಯ ಸಂಯೋಜನ ಪರಿಹಾರ
ಕೈಗಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ನ ಬಳಕೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಿದೆ, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಚಾರ್ಜರ್ಗಳು ಮತ್ತು LED ಡ್ರೈವರ್ಗಳಂತಹ ಸಣ್ಣ-ಪ್ರಮಾಣದ ಅನ್ವಯಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ (PV) ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ವಾಹನಗಳಂತಹ ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ ಅನ್ವಯಗಳವರೆಗೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಒಂದು ಪವರ್ ಸಿಸ್ಟಂ ಮೂರು ಭಾಗಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ: ಪವರ್ ಸಸ್ಯಗಳು, ಸಂಕೇತ ಪ್ರಸರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿತರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ, ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನದ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ಗಳನ್ನು ಎರಡು ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 50-/60-ಹೆಚ್ಜ಼್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ಗಳು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡವು ಮತ್ತು ಭಾರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಹೊಸ ಮತ್ತು ಹಳೆಯ ಪವರ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗಳ ನಡುವೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಲು ಪವರ್ ಕನ್ವರ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಘನ-ಸ್ಥಿತಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ (SST) ಯ ಸಂಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು. ಹೆಚ್ಚಿನ-ಅಥವಾ ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನದ ಪವರ್ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸುವ ಮೂಲಕ, SST ಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ನ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪವರ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪವರ್ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪವರ್ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಾಂತೀಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪವರ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ SST ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧನೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ದ್ವಿ-ವೈಂಡಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿದೆ. ಆದರೆ, ವಿತರಿಸಲಾದ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಏಕೀಕರಣದೊಂದಿಗೆ, ಹಾಗೆಯೇ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಗ್ರಿಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಮಲ್ಟಿ-ಪೋರ್ಟ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ (MPSST) ಗಳ ಸಂಕಲ್ಪನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.
ಕನ್ವರ್ಟರ್ನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಪೋರ್ಟ್ ನಲ್ಲಿ, ಡ್ಯುಯಲ್ ಆಕ್ಟಿವ್ ಬ್ರಿಡ್ಜ್ (DAB) ಕನ್ವರ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕನ್ವರ್ಟರ್ನ ಇಂಡಕ್ಟರ್ ಆಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ನ ಲೀಕೇಜ್ ಇಂಡಕ್ಟೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಂಡಕ್ಟರ್ಗಳ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಲೀಕೇಜ್ ಇಂಡಕ್ಟೆನ್ಸ್ ವೈಂಡಿಂಗ್ ಸ್ಥಳ, ಕೋರ್ ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಮತ್ತು ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. DAB ಕನ್ವರ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪೋರ್ಟ್ಗಳ ನಡುವೆ ಪವರ್ ಹರಿವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಫೇಸ್ ಶಿಫ್ಟ್ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, MPSST ನಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಪೋರ್ಟ್ ನಲ್ಲಿ ಫೇಸ್ ಶಿಫ್ಟ್ ಇತರ ಪೋರ್ಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪವರ್ ಹರಿವನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ, ಪೋರ್ಟ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯೊಂದಿಗೆ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ MPSST ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮೂರು-ಪೋರ್ಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿದೆ.
ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯು ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ ಅನ್ವಯಗಳಿಗಾಗಿ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ವಿನ್ಯಾಸದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ಒಂದೇ ಕಾಂತೀಯ ಕೋರ್ ಮೇಲೆ ನಾಲ್ಕು ಪೋರ್ಟ್ಗಳನ್ನು ಏಕೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು 50 kHz ರ ಸ್ವಿಚ್ಚಿಂಗ್ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿ ಪೋರ್ಟ್ 25 kW ಗೆ ಶ್ರೇಯಾಂಕಿತವಾಗಿದೆ. ಪೋರ್ಟ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಯುಟಿಲಿಟಿ ಗ್ರಿಡ್, ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆ, ಫೋಟೊವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ ಲೋಡ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವಾಸ್ತವಿಕ ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ರಿಡ್ ಪೋರ್ಟ್ 4,160 VAC ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇತರ ಮೂರು ಪೋರ್ಟ್ಗಳು 400 V ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.
ನಾಲ್ಕು-ಪೋರ್ಟ್ SST
ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ವಿನ್ಯಾಸ
ಕೋಷ್ಟಕ 1 ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ಕೋರ್ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು, ಅವುಗಳ ಪ್ರಯೋಜನಗ ಈ ಪ್ರಕರಣವು ನಾಲ್ಕು ಮೌಲ್ಯದ ಮಧ್ಯಮ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬಹು-ಪೋರ್ಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ (MV MPSST) ಅನ್ನು ಡಿಜೈನ್ ಮಾಡುವ ವಿಷಯದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ವಿದ್ಯಮಾನ ಮೂಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಾಹಕರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ನ ಒಂದು ಪೋರ್ಟ್ ಮಧ್ಯಮ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ (MV) ಪೋರ್ಟ್ ಮತ್ತು 4.16 kV AC ರೇಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ವಿವಿಧ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ಮಾದರಿಗಳು ಮತ್ತು ಮೂಲ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗಿದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ಡಿಜೈನ್ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಎಂಬುದರ ಮೇಲೆ MV ಮತ್ತು LV ಪೋರ್ಟ್ಗಳಿಗೆ ಪರೀಕ್ಷೆ ಸೆಟ್ ಅನ್ನು ವಿಕಸಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣದಲ್ಲಿ 99% ಶುದ್ಧತೆ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ.
