Fluxgate szenzorok az SST-ben: Pótlékosság és védelem
Mi az SST?
Az SST rövidítés a Szilárdtestes Transzformátorra, amit másként Erőművek Elektronikus Transzformátornak (PET) is neveznek. A villamosenergia továbbítás szempontjából egy tipikus SST csatlakozik 10 kV AC hálózathoz a primér oldalon, és körülbelül 800 V DC-ot ad ki a sekunder oldalon. Az átalakítási folyamat általában két fázist tartalmaz: AC-DC és DC-DC (leléptetés). Ha a kimenet egyedi berendezésekhez vagy szerverekbe való integrálásra használt, akkor további leléptetési szakasz szükséges 800 V-ból 48 V-ra.
Az SST-ek megtartják a hagyományos transzformátorok alapvető funkcióit, miközben integrálva vannak fejlett képességek, mint például a reaktív teljesítmény kompenzálása, harmonikus csökkentése és kétirányú teljesítményáramlás-ellenőrzés. Főleg nagy teljesítményű alkalmazásokban használják őket, mint például a megújuló energia hálózati integrációja, az EV töltőállomások és a számítási központok (pl. AIDC).
SST: A legoptimálisabb megoldás a nagy teljesítményű AIDC korára
Az SST a harmadik generációs magasfeszültségű DC elosztási megoldást jelenti.
Az első generációs HVDC megoldások megtartják a hagyományos hőmérsékleti transzformátor szerkezetét, csak a folyamatos működésű tápegység (UPS) oldalán történik frissítés.
A második generációs megoldások, mint például a Panama tápegység, a hőmérsékleti transzformátort fáziseltoló transzformátorral helyettesítik, javítva az integrációt.
A harmadik generációs SST a hőmérsékleti transzformátort magasfrekvenciás transzformátorral helyettesíti, elérve a legmagasabb integrációs szintet.
Az SST lényege abban áll, hogy elhagyja a hagyományos transzformátorok vasbogyós és tekercs szerkezetét, helyette szemiconduktori eszközöket, mint például IGBT-eket és SiC-eket használ. Az SST további előnyökkel jár:
Átalakítási hatékonyság (a végső hatékonyság 3 százalékponttal javult),
Építési idő (csak a hagyományos UPS megoldások 30%-a),
Területigény (50% alacsonyabb, mint a hagyományos UPS-eknél),
Megújuló energia integráció (közvetlen zöld energia szolgáltatás, anélkül, hogy további átalakítási modulokra lenne szükség).
Elméletileg, a feszültség- és áramerősség-átalakítások számának csökkentésével az SST minimalizálja a villamosenergia továbbítási veszteségeit, pontosan megoldva a nagy teljesítményű adatközpontok energiaszállításának problémáit.
A magas pontosságú fluxgate on-board áramerősség-szenzorok alkalmazása az SST-ben
Pontos áramerősség-mérés a teljesítmény-átalakítás és -ellenőrzés érdekében
Az SST AC/DC és DC/DC átalakítói haladó országos modulációs algoritmusokra és zárt hurok ellenőrzésre támaszkodnak. Az ellenőrzési pontosság felső határát a szenzorok pontossága határozza meg. A fluxgate szenzorok által nyújtott majdnem "abszolút igaz" áramerősség jele a pontos ellenőrzői számítások (például kompenzációs jelek generálása, aktív és reaktív teljesítmény kiszámítása) alapját képezi. Az alacsony hőmérsékleti drift biztosítja, hogy ez a pontosság nem csak laboratóriumi körülmények között, hanem a teljes működési hőmérsékleti tartományon belül is fenntartódjon. Mivel az SST teljesítmény-moduljai működés közben jelentős hőt termelnek, a környezeti hőmérsékletek drasztikusan változnak. Az alacsony drift jellemző biztosítja, hogy a vezérlési referenciák konzisztensek maradjanak indulástól a teljes terhelésig, megelőzve a szenzor drift miatti hatékonysági romlást vagy ellenőrzési instabilitást.
Pontos túlerősség- és rövidkör-ellenőrzés
Az SST-ben található erőművek (például SiC MOSFET-ek) magas kapcsolási frekvencián működnek, de korlátozott toleranciával rendelkeznek a túlerősséghez. A hibajáratokat mikroszekundumokon belül kell megszakítani. A fluxgate szenzorok gyors válasza olyan, mintha egy nagy sebességű kamera lenne, ami azonnal felkapja az áramerősség csúcsértékeit, biztosítva kritikus reakcióidőt a vezérlési és védelmi áramkörök számára, hogy elkerüljék a sorozatos eszközhiba kialakulását. Ez nem csak biztonságot nyújt, de javítja a rendszer dinamikai teljesítményét is. A gyors áramerősség visszacsatolás lehetővé teszi, hogy a vezérlő gyorsan elnyomja a terhelési tranziente által okozott zavarokat, fenntartva a stabilitást a buszfeszültségben.
Erős zajellentmondás a pontos adatok és megbízhatóság érdekében
Az SST önmagában erős forrás magasfrekvenciás elektromágneses interferenciának. A hagyományos áramerősség-szenzorok (például a Hall-effektus alapú szenzorok) érzékenyek erre a zajra, ami jelcsúcsokat okozhat, amelyek vezethetnek ellenőrzési hibákhoz vagy torzított monitorozási adatokhoz. A fluxgate technológia, amely a mágneses mag szätturálódásán alapszik, természetesen elnyomja a sávon kívüli zajt. Képes világosan kivonni a kívánt alap- vagy specifikus sávú áramerősség jeleit a bonyolult elektromágneses környezetből, megbízható adatokat nyújtva a feltételek monitorozására és az egészségügyi kezelésre.
Ezenkívül a fluxgate szenzorok on-board dizájnja lehetővé teszi, hogy közvetlenül be integrálják őket a vezérlési PCB-re, csökkentve a rendszer térfogatát és optimalizálva a kialakítást. Ez ideális az SST nagy teljesítmény-sűrűség és minimális méret céljaira.
