Sistemelewe vlak-ontwerp vir betroubaarheid en instandhoudingskedulering in moderne krag-elektroniese gebaseerde kragstelsels

      Kragt elektroniese omskakelaars sal as die grondslagkomponente van moderne kragstelsels dien. Indien hulle egter nie korrek ontwerp word nie, kan hulle minder betroubaar wees en gevolglik die algehele prestasie van kragstelsels beïnvloed. Daarom moet die betroubaarheid van omskakelaars in ag geneem word tydens die ontwerp en beplanning van Krag-elektroniek-gebaseerde Kragstelsels (PEPSs). Optimum besluitneming in die beplanning van PEPSs vereis akkurate betroubaarheidsmodelleering van omskakelaars van komponent tot stelselvlak. Hierdie artikel stel model-gebaseerde stelselvlak-ontwerp en -onderhoudstrategieë in PEPSs voor op grondslag van die betroubaarheidsmodel van omskakelaars.

1.Inleiding.

    De wêreld te verkrachtig is een van die pragmatiese oplossings vir die verminder van die koolstofvoetspoor. Elektriese vervoer, hernubare energie-opwekking, elektriese stoor, slimme en mikro-griektegnologie, sowel as digitalisering is essensiële dele van volhoubare elektrisiteitsstelsels. Hierdie tegnologieë word ondersteun deur krag-elektronika as die kern van hul energie-omskakelingsproses. Byvoorbeeld, die struktuur van toekomstige krag-elektronika-gebaseerde verspreidingsstelsels word in Fig. getoon, wat insluit AC/DC mikrogrieke. Krag-elektronika het egter 'n swak punt: dit kan 'n frekwente brontjie van foute wees en mag lei tot nedertyd en koste in verskillende toepassings. Byvoorbeeld, die bydrae van krag omskakelaars tot ongeplande nedertyd in windtuin-stelsels, en ongeplande nedertyd-koste in Fotovoltaïese (PV) stelsels is merkwaardig. Daarom is die betroubaarheidsanalise van krag-elektronika van uiterste belang in die volhoubare elektriese energie-ontwikkeling.

2.Betroubaarheid van Krag-Elektronika Stelsels.

    Krag-elektroniese omskakelaars, soos ander ingenieursstelsels, volg die badkuipvormige foutgedrag. Dit sluit drie fases in: babystervingsfase, nuttige leeftyd en sleetfase. In praktyk behoort die babystervingsfase tot die foutopsporingproses wat voor operasie opgelos word. Dus, sal die omskakelaar lukraak en ouderdom-verwante foute ondervind binne die nuttige leeftyd en sleetfase, soos in Fig. getoon. Die lukrake foute is verband met oorbelasting van komponente veroorsaak deur plotselinge enkele gebeure soos oorspanning en oorgolf. Verder is ouderdom-foute verband met die sleet van kragmodule, kondensators en gedrukte-sirkuite-bord (PCB) soldeerverbindinge.

3.Voorgestelde Stelselvlak-ontwerp vir Betroubaarheid.

     Ontwerp vir betroubaarheid is 'n proses om verseker dat 'n produk/stelsel sy funksie uitvoer om die gewenste prestasie te bereik onder sy gebruik omgewing binne 'n gespesifiseerde tydperk. Die konsep van ontwerp vir betroubaarheid is aangewend in krag-elektronika-ingenieurswese om krag-omskakelaars met gewenste langtermynprestasie te ontwerp. Volgens hierdie benadering word die omskakelaarkomponente, veral kondensators en kragskake, so gekies dat die omskakelaar nie die sleetfase betree voordat sy doelleeftyd bereik is nie. Tot dusver is hierdie benadering toegepas op enkele eenhede omskakelaars. Die hoofdoelwit is om 'n individuele omskakelaar te ontwerp om 'n gewenste leeftyd te bereik onder 'n missieprofiel, wat beteken dat die foutwaarskynlikheid (sleet-verwante foute) van die omskakelaar na Bx (gewoonlik in jare) lager sal wees as x%.

4.Gevolgtrekking.

     Krag-elektroniese omskakelaars word 'n onderliggende tegnologie vir die modernisering van elektriese kragstelsels, terwyl hulle 'n brontjie van foute en afbreek kan wees in sulke toepassings. Dus, is die verbetering van betroubaarheid in Krag-elektronika-gebaseerde Kragstelsels (PEPSs) van uiterste belang. Hierdie artikel het stelselvlak-betroubaarheidsverbetering in PEPSs ondersoek deur model-gebaseerde ontwerp en -onderhoud tydens die beplanning van hierdie stelsels. Dus, is 'n model-gebaseerde ontwerpbenadering en model-gebaseerde onderhoudstrategieë voorgestel.

Bron: IEEE Xplore

Verklaring: Respek vir die oorspronklike, goeie artikels wat waarde het om gedeel te word, indien daar inbreuk is kontak ons asblik om dit te verwyder.