Αισθητήρες Fluxgate στο SST: Ακρίβεια & Προστασία

Τι είναι το SST;

Το SST σημαίνει Solid-State Transformer, γνωστό επίσης ως Power Electronic Transformer (PET). Από την άποψη της μεταφοράς ενέργειας, ένα κλασικό SST συνδέεται με ένα δίκτυο AC 10 kV στην πρωτεύουσα πλευρά και εξάγει περίπου 800 V DC στη δευτερεύουσα πλευρά. Ο προσανατολισμός της ενέργειας συνήθως περιλαμβάνει δύο φάσεις: AC-DC και DC-DC (μείωση). Όταν η έξοδος χρησιμοποιείται για ξεχωριστό εξοπλισμό ή ενσωματώνεται σε διακομιστές, απαιτείται μια επιπλέον φάση για να μειωθούν τα 800 V σε 48 V.

Τα SST διατηρούν τις βασικές λειτουργίες των παραδοσιακών μετατροπέων, ενώ ενσωματώνουν προηγμένες δυνατότητες όπως αντιστάθμιση της ανενεργής ενέργειας, μείωση των αρμονικών και έλεγχο της διπλής ροής ενέργειας. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές υψηλής ισχύος όπως η ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο δίκτυο, στατίες φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων και κέντρα υπολογιστών (π.χ. AIDC).

SST: Η Ιδανική Λύση για την Εποχή των Υψηλής Ισχύος AIDC

Το SST αντιπροσωπεύει την τρίτη γενιά λύσης κατανομής υψηλής τάσης DC.

• Η πρώτη γενιά HVDC διατηρεί το παραδοσιακό δομικό σχήμα μετατροπέα ηχητικής συχνότητας, ενημερώνοντας μόνο την πλευρά UPS (Uninterruptible Power Supply).

• Οι δεύτερης γενιάς λύσεις, όπως η Panama power supply, αντικαθιστούν τον μετατροπέα ηχητικής συχνότητας με έναν μετατροπέα φάσης, βελτιώνοντας την ολοκλήρωση.

• Η τρίτη γενιά SST αντικαθιστά τον μετατροπέα ηχητικής συχνότητας με έναν μετατροπέα υψηλής συχνότητας, επιτυγχάνοντας το υψηλότερο επίπεδο ολοκλήρωσης.

Η καρδιά του SST βρίσκεται στο να εγκαταλείπει τον σιδηρούχο πυρήνα και το σχήμα στροφής των παραδοσιακών μετατροπέων, χρησιμοποιώντας αντ' αυτού ηλεκτρονικά σεμικανικά όπως IGBTs και SiC. Το SST προσφέρει επιπλέον πλεονεκτήματα σε:

• Απόδοση μετατροπής (βελτίωση της απόδοσης από την αρχή έως το τέλος κατά περισσότερα από 3 ποσοστιαία σημεία),

• Χρόνο κατασκευής (μόνο το 30% των παραδοσιακών λύσεων UPS),

• Επιφάνεια (μείωση κατά περισσότερο από 50% σε σύγκριση με το παραδοσιακό UPS),

• Ενσωμάτωση ανανεώσιμης ενέργειας (ευθεία προμήθεια πράσινης ενέργειας χωρίς επιπλέον μόντουλα μετατροπής).

Θεωρητικά, με τη μείωση του αριθμού των μετατροπών τάσης και ρεύματος, το SST ελαχιστοποιεί τις απώλειες μεταφοράς ενέργειας, επιλύοντας με ακρίβεια τα προβλήματα κατανομής ενέργειας σε κέντρα δεδομένων υψηλής ισχύος.

Εφαρμογή Ανωτερού Προσαρμοστικού Φλοξγκέιτ Ρευστού Σενσορα σε SST

Ακριβής Αίσθηση Ρεύματος για Μετατροπή και Έλεγχο Ενέργειας

Οι μετατροπείς AC/DC και DC/DC του SST βασίζονται σε προηγμένες αλγόριθμους μοντουλάσης και κλειστού κύκλου. Το ανώτατο όριο ακρίβειας ελέγχου καθορίζεται από την ακρίβεια των σενσόρων. Το σχεδόν "απόλυτο αληθινό" σήμα ρεύματος που παρέχεται από τους σενσόρες φλοξγκέιτ συνθέτει τη βάση για ακριβείς υπολογισμούς ελεγκτή (π.χ., δημιουργία σημάτων αντιστάθμισης, υπολογισμός ενεργής και ανενεργής ενέργειας). Η χαμηλή διατροπή θερμοκρασίας εξασφαλίζει ότι αυτή η ακρίβεια διατηρείται όχι μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες, αλλά και σε όλο το φάσμα λειτουργίας. Καθώς οι μονάδες ενέργειας του SST παράγουν σημαντική θερμότητα κατά τη λειτουργία, οι θερμοκρασίες του περιβάλλοντος μπορεί να μεταβάλλονται δραματικά. Η χαμηλή διατροπή εξασφαλίζει σταθερές αναφορές ελέγχου από την εκκίνηση έως την πλήρη φορτία, αποτρέποντας την υποβάθμιση της απόδοσης ή την αστάθεια του ελέγχου λόγω διατροπής σενσόρα.

Ακριβής Προστασία Υπερρούματος και Σύντομης Σύνδεσης

Τα ενεργητικά σεμικανικά συστήματα (π.χ., SiC MOSFETs) μέσα στο SST λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες καθιστώντας, αλλά έχουν περιορισμένη ανεχτικότητα σε υπερρούματα. Τα ρεύματα λάθους πρέπει να διακόπτονται εντός μικροδευτερολέπτων. Η γρήγορη ανταπόκριση των σενσόρων φλοξγκέιτ λειτουργεί όπως μια υψηλή ταχύτητας κάμερα, αναπαριστώντας τακτικά τα κορυφαία ρεύματα, παρέχοντας κρίσιμο χρόνο αντίδρασης για τους κυκλώματα οδηγίας και προστασίας, προκειμένου να αποτρέψει συνεχόμενες αποτυχίες συστημάτων. Αυτό διασφαλίζει όχι μόνο την ασφάλεια, αλλά και την ενίσχυση της δυναμικής απόδοσης του συστήματος. Η γρήγορη ανατροφοδότηση ρεύματος επιτρέπει στον ελεγκτή να καταστείλει γρήγορα τις διαταραχές που προκαλούνται από τις μεταβαλλόμενες φορτίες, διατηρώντας σταθερή τάση στην λειτουργική γραμμή.

Ισχυρή Αντοχή σε Θόρυβο για Ακρίβεια και Αξιοπιστία Δεδομένων

Το SST είναι ένα ισχυρό πηγαίο σημείο υψηλής συχνότητας ηλεκτρομαγνητικής διαταραχής. Οι παραδοσιακοί σενσόρες ρεύματος (π.χ., Hall-effect sensors) είναι ευάλωτοι σε αυτόν τον θόρυβο, προκαλώντας σηματικές κορυφές σημάτων που μπορούν να προκαλέσουν αδυναμίες ελέγχου ή καταστροφή των δεδομένων παρακολούθησης. Η τεχνολογία φλοξγκέιτ, βασισμένη στην αρχή της κατάληξης του μαγνητικού πυρήνα, εξαφανίζει φυσικά τον θόρυβο εκτός ζώνης. Μπορεί να εξάγει σαφώς τα επιθυμητά βασικά ή συγκεκριμένης ζώνης σήματα ρεύματος από περίπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα, παρέχοντας αξιόπιστα δεδομένα για συστήματα παρακολούθησης και διαχείρισης υγείας.

Επιπλέον, η οντοποίηση των σενσόρων φλοξγκέιτ στην επιφάνεια επιτρέπει την άμεση ολοκλήρωσή τους στα PCB ελέγχου, μειώνοντας τον όγκο του συστήματος και βελτιώνοντας την διάταξη. Αυτό είναι ιδανικό για την επιδίωξη του SST για υψηλή πυκνότητα ισχύος και μικροποίηση.