Fluxgate Sensori SST: Precizitāte un Aizsardzība

Kas ir SST?

SST nozīmē Solid-State Transformer, ko arī sauc par Power Electronic Transformer (PET). No enerģijas pārraides perspektīvas, tipisks SST savienojas ar 10 kV AC tīklu primārajā pusē un izdod aptuveni 800 V DC sekundārajā pusē. Enerģijas pārveidošanas process vispārīgi ietver divas fāzes: AC-to-DC un DC-to-DC (samazināšana). Ja izlaidums tiek izmantots individuālajai tehnikai vai integrēts servēros, nepieciešama papildu fāze, lai samazinātu no 800 V uz 48 V.

SST saglabā tradicionālo transformatoru pamatfunkcijas, savienojot tos ar ievērojamiem spēkiem, piemēram, reaktivās jaudas kompensāciju, harmoniku mazināšanu un divvirziena enerģijas plūsmas kontrolēšanu. Tie tiek galvenokārt izmantoti augstsprieguma lietojumos, piemēram, atjaunojamās enerģijas tīklu integrācijā, elektromobiļu uzlādes stacijās un datorcentros (piemēram, AIDC).

SST: Optimālais risinājums augstsprieguma AIDC erai

SST pārstāv trešo paaudzi augsprieguma DC enerģijas sadalīšanas risinājumu.

• Pirmās paaudzes augsprieguma DC enerģijas sadalīšanas risinājumi saglabā tradicionālo enerģijas frekvences transformatoru struktūru, modernizējot tikai nepertrauktu enerģijas piegādi (UPS) pusi.

• Otrās paaudzes risinājumi, piemēram, Panama enerģijas piegāde, aizstāj enerģijas frekvences transformatoru ar fazu maiņas transformatoru, uzlabojot integrāciju.

• Trešās paaudzes SST aizstāj enerģijas frekvences transformatoru ar augstfrekvences transformatoru, sasniedzot visaugstāko integrācijas līmeni.

SST sirds ir tāda, ka tiek atstājota malā tradicionālā transformatora dzelzs ķermenis un apvijums, izmantojot semiprovadītāju ierīces, piemēram, IGBT un SiC. SST piedāvā papildus priekšrocības:

• Pārveidošanas efektivitāte (no gala punkta līdz gala punktam efektivitāte uzlabota vairāk nekā par 3 procentpunktiem),

• Būvniecības laiks (tikai 30% no tradicionālajiem UPS risinājumiem),

• Izmantotais telpas apjoms (samazināts vairāk nekā par 50% salīdzinājumā ar tradicionālajiem UPS),

• Atjaunojamās enerģijas integrācija (tieša zaļā enerģijas piegāde bez papildu pārveidošanas moduļiem).

Teorētiski, samazinot sprieguma un strāvas pārveidojumu skaitu, SST minimizē enerģijas pārraides zaudējumus, precīzi risinot augstsprieguma datu centru enerģijas sadalīšanas problēmas.

Augstprecīzās fluxgate datorsistēmas strāvas sensoru izmantošana SST

Precīza strāvas uztvere enerģijas pārveidošanai un kontrolei

SST AC/DC un DC/DC pārveidotāji balstās uz pašreizējiem modulācijas algoritmiem un slēgtā ceļa kontrolēšanu. Kontroles precizitātes augšējā robeža ir noteikta sensora precizitātē. Fluxgate sensori sniedz tuvu "absolūtai patiesībai" strāvas signālu, kas veido bāzi precīzām kontrolētāju aprēķiniem (piemēram, kompensācijas signālu ģenerēšanai, aktīvās un reaktivās jaudas aprēķinam). Zema temperatūras nomānība nodrošina, ka šī precizitāte tiek uzturēta ne tikai laboratorijas apstākļos, bet arī pilnā darbības temperatūras diapazonā. Kad SST enerģijas moduļi gūst daudz siltuma darbības laikā, vides temperatūra drastiski mainās. Zema nomānība nodrošina konsekventus kontrolēšanas rādītājus no starta līdz pilnam slodzes modelem, novēršot efektivitātes pasliktināšanos vai kontrolēšanas nestabilitāti dēļ sensora nomānības.

Precīza pārstrāvas un īsoslodzes aizsardzība

SST iekšienē esošie enerģijas semiprovadītāju ierīces (piemēram, SiC MOSFET) darbojas augstās pārslodzes frekvencē, bet to tolerances pret pārstrāvu ir ierobežotas. Defektu strāvas jāaptver mikrosekundēs. Fluxgate sensoru ātrā reakcija darbojas kā augstās ātruma kamera, turklāt uztverot strāvas spīdus, nodrošinot kritisko reakcijas laiku vadīšanas un aizsardzības shēmām, lai novērstu kaskādošas ierīču defektus. Tas ne tikai nodrošina drošību, bet arī uzlabo sistēmas dinamisko veiktspēku. Ātra strāvas atgriezeniskā saite ļauj kontrolētājam ātri suprimēt slodzes transitoriālie trūkumi izraisītos traucējumus, uzturējot stabila šķautnes spriegumu.

Spēcīga trokšņa imunitāte datu precizitātes un uzticamībai

SST pats ir spēcīgs augstfrekvences elektromagnētiskās interferences avots. Parastie strāvas sensori (piemēram, Hall efekta sensori) ir jutīgi pret šādu trokšņu, kas var izraisīt signāla spīdus, kas var izraisīt kontrolēšanas defektus vai distorcētās monitorēšanas datus. Fluxgate tehnoloģija, balstoties uz magnētiskā ķermeņa satura principiem, inerciā supresē ārpussavas frekvences trokšņu. Tā var skaidri izgriezt vēlamo fundamentālo vai specifiskās frekvences diapazona strāvas signālus no sarežģītā elektromagnētiskā vide, sniedzot uzticamus datus stāvokļa monitorēšanai un veselības pārvaldības sistēmām.

Papildus tam, fluxgate sensoru datorsistēmas dizains ļauj tos tieši integrēt kontrolēšanas PCB, samazinot sistēmas tilpumu un optimizējot izkārtojumu. Tas ir ideāls SST meklējumiem pēc augstās enerģijas blīvuma un miniaturizācijas.