Fluxgate sensid SST-s: täpsus & kaitse

Mis on SST?

SST tähistab tahvelvahetustehnika (Solid-State Transformer), mida tuntakse ka kui energiavahetustehnika (Power Electronic Transformer, PET). Energiaedastuse perspektiivist vaadatuna ühendub tavaline SST primäärsel pool 10 kV võrguga ja andeksid sekundaarsel pool umbes 800 V DC. Energia teisendamise protsess sisaldab tavaliselt kahte etappi: AC-DC ja DC-DC (allapoole viimine). Kui väljund kasutatakse eraldi seadmete või serverite integreerimiseks, on vaja lisaks allapoole viimise etappi 800 V-st 48 V-ni.

SST-sid säilitavad traditsiooniliste transformatorkogumite põhifunktsioonid, samal ajal integreerides ka täiustatud võimekusi, nagu reaktivsenergia kompenseerimine, harmonikute vähendamine ja kaksiksuunaline energiajuhtimine. Need kasutatakse peamiselt suurete energiasoovide rakendustes, nagu taastuvenergia võrguintegratsioon, EV laadimisjaamad ja arvutuskeskused (nt AIDC).

SST: Optimaalne lahendus suure energiasoovi AIDC-ajastul

SST esindab kolmanda põlvkonna kõrgepinge DC jõudluse levitamise lahendust.

• Esimene põlvkond HVDC säilitas tavalise võrketinglase struktuuri, värskendades ainult katkestamata jõudluse (UPS) poolt.

• Teine põlvkond, näiteks Panama jõudlusega lahendused, asendasid võrketinglase faasisüngistusega transformaatoriga, parandades integreeritust.

• Kolmas põlvkond, SST, asendas võrketinglase kõrgetinglase transformaatoriga, saavutades kõrgeima taseme integreeritust.

SST süda on traditsiooniliste transformatorkogumite raudpööre ja kirevede struktuuri loobumine, selle asemel kasutatakse semikontaktseadmeid, nagu IGBT-d ja SiC. SST pakub eeliseid:

• Teisendamise efektiivsus (lõputähelepanu efektiivsus paranenud üle 3 protsendipunktiga),

• Ehitamise aeg (ainult 30% tavalistest UPS-lahendustest),

• Pindala (vähendatud rohkem kui 50% võrreldes tavaliste UPS-dega),

• Taastuvenergia integratsioon (otsest rohelise jõudluse tarbimine ilma lisateisendamismoodulideta).

Teoreetiliselt vähendab SST pingete ja voolude teisenduste arvu, mis minimeerib energiaedastamiskahjustusi, täpselt vastates suure energiasoobi arvutuskeskuste jõudluse levitamise probleemidele.

Kõrgepresisiinsete fluxgate lõimitud voolusensorite kasutamine SST-s

Täpne voolusensoritus jõudluse teisendamiseks ja juhtimiseks

SST AC/DC ja DC/DC teisendajad sõltuvad edusammulistest modulatsioonialgoritmidest ja suletud tsüklite juhtimisest. Juhtimise täpsuse ülemine piir määratakse sensori täpsuse kaudu. Fluxgate sensorite poolt pakutav lähedane "absoluutne tõde" voolusignaal moodustab täpsete juhtimisarvutuste aluse (nt kompensatsioonisignaalide genereerimine, aktiivse ja reaktiivse jõudluse arvutamine). Madal temperatuurihõljumine tagab, et see täpsus säilib mitte ainult laboritingimustes, vaid kogu töötamisperioodil. Kuna SST jõudluse moodulid toodavad töötamisel suure soojuse, siis keskkonnatingimused muutuvad drastiliselt. Madal hõljumine tagab konstantse juhtimisreferentsi käivitusest täielikule koormusele, takistes sensori hõljumise tõttu efektiivsuse langust või juhtimise ebastabiilsust.

Täpne ülevoolu- ja lühikringikaitse

SST-s olevad jõudlussemikontaktseadmed (nt SiC MOSFET-id) töötavad kõrge sündmustussagedusega, kuid nende tolerants ülevoolule on piiratud. Vigu voolud tuleb katkestada mikrosekundites. Fluxgate sensorite kiire reaktsioon toimib nagu kiirkaamera, tuues voolupiki kohe välja, pakkudes kriitilist reageerimisaega juhtimis- ja kaitsekihtidele, et vältida seadmete kaskadeid. See tagab mitte ainult ohutuse, vaid ka süsteemi dünaamilise jõudluse. Kiire voolutagasiside võimaldab juhtimisprogrammil kiiresti kontrollida koormuse lülituspõhjustatud segadust, säilitades stabiilse magistraalpinge.

Suur müraimmuunsus andmete täpsuse ja usaldusväärsuse huvides

SST ise on võimas kõrgepinge elektromagnetiline häirimine. Tavalised voolusensorid (nt Hall-effekti sensorid) on sellisele mürale tundlikud, mis võivad põhjustada juhtimisraskusi või distorbeeritud jälgimisandmeid. Fluxgate tehnoloogia, mis põhineb magnetkõrguse satueerumise printsiibil, inhereerib väljaspool bändi müra kontrolli. See võimaldab selgelt välja tuua soovitud põhiline või spetsiifiline bändi voolusignaal keerukatest elektromagnetilistest keskkondadest, pakkudes usaldusväärseid andmeid tingimuste jälgimiseks ja tervisehaldussüsteemideks.

Lisaks lubab fluxgate sensorite lõimitud disain nende otseste integreerimise juhtimis PCB-dele, vähendades süsteemi mahtu ja optimeerides paigutust. See on ideaalne SST suure jõudluse tiheuse ja väikese suuruse järele.