Famolavolana APF avo lenta miaraka amin'ny SiC sy GaN
Ny herinaratra no mampandeha ny tontolo maoderina misy antsika. Na izany aza, tsy tonga lafatra foana ny kalitaon'ity herinaratra ity. Amin'ny maha-mpianatra injeniera anao dia tsy ho ela dia hiatrika fanamby lehibe eo amin'ny sehatra ianao. Antsoina hoe Fanovana HarmonikaMitranga izany rehefa maka herinaratra tsy mitovy ny fitaovana amin'ny fotoana tsy mitovy. Manimba ny fitaovana sy mandany angovo io fikorianan-kery tsy mitovy io.
Mba hamahana izany, mampiasa Active Power Filter (APF) ireo injeniera. Miasa toy ny écouteur manafoana ny tabataba ho an'ny tambajotra elektrika ny APF. Mihaino ireo famantarana herinaratra ratsy izy ary mandefa ireo famantarana mifanohitra tanteraka mba hanafoanana ireo. Kalitaon'ny herinaratra olana.
Amin'izao fotoana izao, dia manatsara kokoa ireo sivana ireo izahay. Mampiasa fitaovana vaovao antsoina hoe Silicon Carbide (SiC) sy Gallium Nitride (GaN) izahay. Ireo fitaovana ireo dia manova ny hoavin'ny elektronika herinaratra ao amin'ny rafi-pamokarana herinaratra.
Fahatakarana ny olana momba ny kalitaon'ny herinaratra
Voalohany, tsy maintsy takatsika ny antony maha-zava-dehibe ny kalitaon'ny herinaratra. Tsotra ny ankamaroan'ny entana elektrika taloha. Ny zavatra toy ny takamoa sy ny fanafanana dia maka herinaratra mora foana. Antsointsika hoe entana linear ireo. Hafa kosa ny zava-misy ankehitriny. Mampiasa solosaina, jiro LED, ary motera isika. Ireo dia entana tsy linear. Maka herinaratra amin'ny tsilo maranitra izy ireo.
Ireo tsilo maranitra ireo dia mamorona courant harmonique. Rehefa mikoriana ao amin'ny tambajotra herinaratra ireo courant ireo dia miteraka fikorontanan'ny voltazy. Olana lehibe ity. Ny fikorontanan'ny harmonique total (THD) avo dia mety hiteraka hafanana be loatra amin'ny "transformers". Mety hahatonga ny "circuit breakers" ho tapaka tsy misy antony izany. Mampihena ny "power factor" ihany koa izany. Ny "power factor" ambany dia midika fa mandany angovo ny rafitra elektrika.
Ny fenitra indostrialy, toy ny IEEE 519, dia mametra fetra hentitra amin'ny habetsaky ny fiovaovan'ny feo azo atao. Mba hanatanterahana ireo fenitra ireo, dia mila fampihenana ny firindrana mahomby isika mba hanatsarana ny hery. Ny sivana passive nentim-paharazana dia mampiasa coil sy capacitor lehibe. Mavesatra izy ireo ary tsy afaka mifanaraka amin'ny enta-mavesatra miovaova. Izany no mahatonga ny Active Power Filter ho tena zava-dehibe. Manome onitra dinamika amin'ny fotoana tena izy izy io.
Ny Anjara Asan'ny Semiconductors Wide-Bandgap
Nandritra ny taona maro, ireo mpanova herinaratra dia nampiasa switch miorina amin'ny silisiôma. Ny Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) no safidy mahazatra. Na izany aza, ny silisiôma dia manana fetra ara-batana. Tsy afaka mirehitra sy maty haingana be izy raha tsy very angovo be. Io fahaverezan'ny angovo io dia mivadika ho hafanana.
Eto no idiran'ny semiconductors misy elanelana mivelatra (WBG). Ny Silicon Carbide (SiC) sy ny Gallium Nitride (GaN) no akora WBG roa lehibe. Manana elanelana angovo lehibe kokoa eo amin'ny elektrônany izy ireo. Io toetra ara-batana io dia manome azy ireo tombony lehibe raha oharina amin'ny silikônina mahazatra.
Fifandimbiasan-toerana haingana kokoa sy fifehezana tsara kokoa
Ny tombony lehibe indrindra amin'ny SiC sy GaN dia ny fatran'ny fifindrany. Ny IGBT silikônina mahazatra dia mety hiova amin'ny 10 kilohertz (kHz). Ny transistor GaN kosa dia afaka miova mora foana amin'ny 100 kHz na mihoatra aza.
Nahoana no zava-dehibe izany? Alaivo sary an-tsaina hoe miezaka manao faribolana malama amin'ny fampiasana tsipika mahitsy fotsiny ianao. Raha mampiasa tsipika lava vitsivitsy ianao dia toa mikitoantoana ilay faribolana. Raha mampiasa tsipika kely maro ianao dia toa malama tsara ilay faribolana. Miasa toy izany koa ny fatran'ny fifandimbiasana avo lenta. Mamela ny APF hamorona courant compensation malama kokoa izany. Midika izany fa afaka manafoana ny harmonics haingana dia haingana izy. Manome bandwidth fanaraha-maso midadasika kokoa ho an'ny rafitra izany.
Habeny kely kokoa sy fahombiazana ambony kokoa
Manova ny endriky ny fitaovana ihany koa ny fiasan'ny matetika avo lenta. Rehefa miakatra ny matetika miovaova dia mihena ny haben'ny singa passive. Mihakely kokoa ny inductors amin'ny sivana sy ny capacitors DC-link. Izany dia mitarika amin'ny famolavolana hakitroky ny herinaratra avo lenta. Mihakely sy maivana ny singa APF manontolo.
Ankoatra izany, ny fitaovana SiC sy GaN dia manana fatiantoka switching ambany dia ambany. Tsy mandany angovo firy izy ireo rehefa alefa sy vonoina. Io fahombiazana angovo avo lenta io dia midika fa mamokatra hafanana kely kokoa izy ireo. Afaka mampiasa heatsink kely kokoa ny injeniera. Afaka manatsotra ny rafitra fitantanana ny hafanana izy ireo. Izany dia mahatonga ny fitaovana ho azo ianteherana kokoa sy mora kokoa ny fampiasana azy.
Hevitra fototra amin'ny famolavolana APF maoderina
Ny famolavolana APF maoderina dia mitaky foto-kevitra injeniera mandroso maromaro. Matetika ianao no hiatrika ireo lohahevitra ireo amin'ny fianaranao sy ny asanao amin'ny ho avy.
1. Topolojia mandroso: Mampiasa endrika fizaran-tany samihafa ny injeniera mba hiatrehana ny voltazy avo lenta. Ny inverter Neutral Point Clamped (NPC) sy ny converter T-Type dia safidy malaza. Ireo topolojia misy ambaratonga maro ireo dia mampihena ny tsindry amin'ny switch tsirairay.
2. Rafitra Fanaraha-maso Nomerika: Mila atidoha ny APF mba hikirakira haingana ny fampahalalana. Mampiasa Processeur Signal Digital (DSP) na Field Programmable Gate Arrays (FPGA) isika. Ireo puce ireo dia mampiasa algorithm sarotra. Kajy amin'ny microseconds ny courant harmonique marina.
3. Teknika Modulation: Mba hifehezana ireo switch, dia mampiasa Space Vector Pulse Width Modulation (SVPWM) izahay. Mampiasa ny voltazy DC amin'ny fomba mahomby ity teknika ity. Manampy amin'ny fampihenana ny fitsabahana elektromagnetika (EMI) vokatry ny switching haingana ihany koa izy io.
4. Fampifanarahana ny tambajotra: Tsy maintsy mifanaraka tsara amin'ny tambajotra herinaratra lehibe ny APF. Mampiasa algorithm Phase-Locked Loop (PLL) izahay mba hanarahana ny zoro voltase amin'ny tambajotra. Izany dia miantoka fa ampidirina amin'ny fotoana mety ny courant fanonerana.
Fampiharana eo amin'ny tontolo tena izy
Mitombo haingana ny fangatahana herinaratra madio. Izany dia vokatry ny fironana manerantany maromaro.
Voalohany, ny fitomboan'ny loharanon-kery azo havaozina toy ny herin'ny masoandro sy ny rivotra. Ireo loharano ireo dia mampiasa "inverters" mifandray amin'ny tambajotra izay afaka mampiditra firindrana. Ny APF dia manampy amin'ny fanamafisana ny tambajotra bitika ary miantoka ny fizarana herinaratra milamina.
Faharoa, ny fifindrana mankany amin'ny fiara elektrika (EV). Ireo toby famandrihana EV haingam-pandeha dia maka herinaratra be dia be. Entana tsy lineary goavana izy ireo. Ny fametrahana APF ao amin'ny toby famandrihana dia miaro ny tambajotra eo an-toerana amin'ny fihenan'ny voltase mahery vaika sy ny fikorontanan'ny rafitra.
Farany, ny fanosehana ny Internet Industrial of Things (IIoT) sy ny famokarana marani-tsaina. Mampiasa rafitra robotika saro-pady sy "variable frequency drives" (VFD) ireo orinasa maoderina. Ireo rafitra ireo dia mitaky kalitao herinaratra tonga lafatra mba hiasa tsara. Ny fihenan'ny voltazy tampoka na ny fiakaran'ny harmonic dia mety hampijanona ny famokarana manontolo.
Famaranana
Dingana lehibe eo amin'ny injeniera elektrika ny fifindrana avy amin'ny silikônina mankany amin'ny SiC sy GaN. Ireo fitaovana misy elanelana mivelatra ireo dia mahatonga ny Sivana Hery Mavitrika ho haingana kokoa, kely kokoa ary mahomby kokoa.
Amin'ny maha-injeniera amin'ny ho avy anao, tena ilaina ny mahatakatra ireo teknolojia ireo. Ianareo no hamolavola ny taranaka manaraka amin'ny tambajotra marani-tsaina sy rafitra angovo maharitra. Amin'ny alàlan'ny fahaizanao mifehy ny elektronika herinaratra avo lenta, dia hanampy amin'ny fiantohana ny hoavin'ny angovo madio sy marin-toerana ho an'ny rehetra ianao.