Fluxgate Sensorer i SST: Præcision & Beskyttelse

Hvad er SST?

SST står for Solid-State Transformer, også kendt som Power Electronic Transformer (PET). Fra et perspektiv af strømtransmission forbinder en typisk SST til et 10 kV AC-net på primær side og producerer cirka 800 V DC på sekundær side. Strømkonverteringsprocessen omfatter generelt to faser: AC-til-DC og DC-til-DC (spændingssenkning). Når output anvendes til individuel udstyr eller integreres i servere, er en yderligere fase til spændingssenkning fra 800 V til 48 V nødvendig.

SST beholder de grundlæggende funktioner af traditionelle transformer, mens de integrerer avancerede evner såsom reaktiv effektkompensation, harmonidæmpning og tovejs strømflowkontrol. De anvendes hovedsageligt i højstrømsapplikationer som integration af vedvarende energi i net, opladningsstationer til elektriske køretøjer og beregningscentre (f.eks. AIDC).

SST: Den optimale løsning for den højstrøms AIDC æra

SST repræsenterer tredjegenerations løsning for højspændings DC-strømforsyning.

• Første generation HVDC beholder den konventionelle strømfrequens-transformatorstruktur, med kun opgradering af UPS-siden.

• Anden generation løsninger, som Panama-strømforsyningen, erstatter strømfrequens-transformator med en fasesskifttransformator, hvilket forbedrer integrationen.

• Tredje generation SST erstatter strømfrequens-transformator med en højfrekvens-transformator, hvilket opnår det højeste niveau af integration.

Kernen i SST ligger i at forlade den jernkerne- og vindingsstruktur af traditionelle transformer, i stedet anvender semikonduktorer som IGBT'er og SiC. SST byder yderligere fordele i:

• Konverteringseffektivitet (slut-til-slut-effektivitet forbedret med over 3 procentpoint),

• Byggetid (kun 30% af traditionelle UPS-løsninger),

• Placering (reduceret med mere end 50% i forhold til traditionelle UPS),

• Integration af vedvarende energi (direkte grøn strømforsyning uden ekstra konverteringsmoduler).

Teoretisk set, ved at reducere antallet af spændings- og strømkonverteringer, minimaliserer SST strømtransmissionsforskud, præcis adresserer smertepunkterne for strømforsyning i højstrøms datacentre.

Anvendelse af højpræcision fluxgate onboard strømsensorer i SST

Præcis strømregistrering for strømkonvertering og kontrol

SST's AC/DC og DC/DC-konverterer afhænger af avancerede modulationsalgoritmer og lukket kontrol. Grænsen for kontrolpræcision bestemmes af sensorpræcision. Den næsten "absolutte sandhed" strømsignal, som fluxgate-sensorer leverer, danner grundlaget for præcise regneregler for kontroller (f.eks. generering af kompensations signaler, beregning af aktiv og reaktiv effekt). Lav temperaturdrift sikrer, at denne præcision ikke blot bevares under laboratoriebetingelser, men over hele driftstemperaturintervallet. Da SST-strømmoduler genererer betydelig varme under drift, fluktuer miljøtemperaturen dramatisk. Lav-driftsegenskaben sikrer konsekvente kontrolreferencer fra start til fuld belastning, undgår effektivitetsnedgang eller kontrolinstabilitet på grund af sensordrift.

Præcis overstrøm- og kortslutningsbeskyttelse

Strømsemdilektronkomponenter (f.eks. SiC MOSFET'er) indeni SST opererer på høje skiftningsfrekvenser, men har begrænset tolerance for overstrøm. Fejlstrøm må afbrydes inden for mikrosekunder. Fluxgate-sensorernes hurtige respons fungerer som en højhastighedskamera, der øjeblikkeligt registrerer strømspids, giver kritisk reaktions tid for driv- og beskyttelseskredsløb for at forebygge kaskadefejl. Dette sikrer ikke bare sikkerhed, men forbedrer også systemets dynamiske ydeevne. Hurtig strømtilbagekopling tillader kontroller at hurtigt dæmpe forstyrrelser forårsaget af belastningsforandring, opretholder stabil busbar-spænding.

Stærk støjimmunitet for data præcision og pålidelighed

SST selv er en kraftfuld kilde til højfrekvens elektromagnetisk støj. Traditionelle strømsensorer (f.eks. Hall-effekt sensorer) er følsomme over for sådan støj, hvilket kan føre til signalkilder, der kan forårsage kontrolfejl eller forvriddet overvågningdata. Fluxgate-teknologi, baseret på principper for magnetkernesætning, undertrykker naturligt ud-bånd støj. Den kan klart udtrække ønskede grundlæggende eller specifik bånds strømsignaler fra komplekse elektromagnetiske miljøer, levere pålidelige data for tilstandsovervågning og sundhedsledelse systemer.

Desuden tillader den onboard-design af fluxgate-sensorer direkte integration på kontrol PCB'er, reducerer systemvolumen og optimerer layout. Dette er ideelt for SST's søgen efter høj strømtæthed og miniaturisering.