Prionsabail Dearaidh maidir le Barraí Busanna Cruachta ar Dhlús Íseal-Fáin{1}}Ard-Dlús agus Anailís ar A bhFeidhm i gCórais Leictreonacha Cumhachta Arda-Power Power

 

De bharr dul chun cinn i bhfeithiclí nua fuinnimh, córais stórála fuinnimh, iompar iarnróid, uathoibriú tionsclaíoch, agus teicneolaíochtaí eangaí cliste, tá trealamh leictreonach cumhachta ard ag athrú i dtreo voltais níos airde, minicíochtaí níos airde, agus dlús cumhachta níos airde. Sa phróiseas seo, tá na gairis leathsheoltóra bandgap seo chugainn ar fud na chéad ghlúine eile atá léirithe ag cairbíd sileacain (SiC)- ag athsholáthar IGBTanna traidisiúnta sileacain de réir a chéile, ag feidhmiú mar phríomhchonair teicneolaíochta chun éifeachtacht an chórais a fheabhsú agus méid trealaimh a laghdú.

 

I gcomparáid le hábhair sileacain thraidisiúnta, tairgeann leathsheoltóirí SiC bearna níos leithne, réimse leictreach ríthábhachtach níos airde, caillteanais seolta níos ísle, agus feidhmíocht ardteochta níos fearr. Cuireann na buntáistí seo ar chumas SiC MOSFETs oibriú ag minicíochtaí lasctha níos airde agus ag an am céanna ligean do laghdú méide na gcomhpháirteanna maighnéadacha agus na struchtúr bainistíochta teirmeach, rud a mhéadaíonn an dlús cumhachta foriomlán.

 

Mar sin féin, tugann cumais aistrithe ardluais dúshláin nua innealtóireachta isteach freisin. De réir mar a mhéadaíonn luas aistrithe na bhfeistí cumhachta, ardaíonn rátaí an athraithe reatha (di/dt) agus voltais (dv/dt). Faoi na coinníollacha seo, imríonn paraiméadair seadánacha dosheachanta laistigh den lúb cumhachta-go háirithe ionduchtú strae-tionchar suntasach ar fheidhmíocht an chórais.

 

Le linn lasctha ardluais, gineann ionduchtacht strae spící voltais díomuan de réir an ghaoil:

 

V=L × di/dt

 

Nuair a athraíonn an sruth go tapa, féadann fiú nóiméad ionduchtúcháin strae ró-roghanna voltais de dheich volta nó níos mó a tháirgeadh. Ní hamháin go méadaíonn na voltais neamhbhuan seo an strus voltais ar fheistí cumhachta ach féadann siad feistí a bhrú thar a Limistéar Oibriúcháin Sábháilte (SOA), rud a chuireann isteach ar iontaofacht an chórais.

 

Mar thoradh air sin, i gcórais ardtiontaithe cumhachta nua-aimseartha, tá íoslaghdú ionduchtaithe strae lúb cumhachta ina chuspóir ríthábhachtach deartha chun éifeachtúlacht a fheabhsú, feidhmíocht trasnaíochta leictreamaighnéadach (EMI) a fheabhsú, agus oibriú sábháilte feistí leathsheoltóra a chinntiú.

 

 

 

Ní paraiméadar é ionduchtacht strae a ghintear le comhpháirt scoite amháin; in áit, tá sé mar thoradh ar an geoiméadracht comhchoiteann an lúb reatha ar fad. Eascraíonn sé go príomha as ionduchtú na seoltóirí féin, chomh maith le críochfoirt nasc, cáblaí, rianta PCB, pacáistiú modúl cumhachta inmheánaigh, agus struchtúir idirnaisc busbar.

 

I gcórais chumhachta traidisiúnta a úsáideann barraí bus caighdeánacha copair nó úmacha sreangaithe, is minic a bhíonn scaradh suntasach spásúil idir na cosáin reatha dearfacha agus diúltacha, rud a mhéadaíonn achar an lúb reatha. De réir phrionsabail an leictreamaighnéadais, is mó an limistéar lúb, is leithne raon an réimse maighnéadach a ghintear, agus is airde an ionduchtacht seadánacha comhfhreagrach.

 

I gcórais leictreonacha cumhachta ardmhinicíochta, ní shreabhann sruth feadh fad seoltóra amháin; ina ionad sin, cruthaíonn sé dáileadh réimse leictreamaighnéadach casta ar fud an spáis máguaird. Dá bhrí sin, ní hamháin go n-ardóidh tiús an bhusbharra copair an eochair chun an ionduchtacht strae a laghdú, ach an cosán reatha a bharrfheabhsú-na lúba ciorcad dearfacha agus diúltacha a thabhairt chomh gar dá chéile agus is féidir agus na réigiúin ina stóráiltear fuinneamh an réimse mhaighnéadaigh a íoslaghdú.

 

Is é seo an phríomhchúis go n-úsáidtear barraí bus lannaithe ard-dlúis chomh forleathan.

 

 

Is struchtúr idirnasc cumhachta ardfheidhmíochta é busbarra lannaithe a chruthaítear trí shraitheanna iolracha d’ábhar seoltaí a chomhcheangal le meáin inslithe. Go hiondúil, baineann sé le hábhair an-seolta-amhail copar nó alúmanam{-mar na sraitheanna seoltóra, scartha le hábhair inslithe a thairgeann neart tréleictreach den scoth agus cobhsaíocht mheicniúil; tá an tionól iomlán nasctha i struchtúr aontaithe trí phróisis mar bhrú te, nascáil ghreamaitheacha, nó lamination.

 

I gcomparáid le barraí bus traidisiúnta copair aonchiseal, is é an buntáiste is mó a bhaineann leis an struchtúr lannaithe ná go bhfuil sé in ann forluí ard a bhaint amach idir na cosáin reatha dearfacha agus diúltacha.

 

Nuair a théann sruthanna i dtreonna urchomhaireacha trí sheoltóirí cóngaracha, tá feidhm ag prionsabal an chealú réimse leictreamaighnéadach: cuireann na réimsí maighnéadacha a ghineann an dá shruth i gcoinne a chéile, ag laghdú go héifeachtach an flosc maighnéadach iomlán a tháirgtear ag an lúb reatha agus mar sin laghdaítear ionduchtacht choibhéiseach an chórais.

 

Dá bhrí sin, tá níos mó i busbar lannaithe ná comhpháirt nasc meicniúil amháin; is struchtúr leictreamaighnéadach ríthábhachtach é a mbíonn tionchar aige ar fheidhmíocht dhinimiciúil na gcóras leictreonach cumhachta.

 

In inverters ardchumhachta, tiontairí stórála fuinnimh, agus trealamh soláthair cumhachta tionsclaíochta, tá dearadh ionduchtaithe íseal ina phríomh-mhéadrach chun struchtúir busbar a bharrfheabhsú. Mar shampla, tá barraí bus lannaithe saindeartha ag teastáil ó fheidhmchláir lasctha ardluais áirithe amhail iad siúd a úsáidtear i dtiomántáin minicíochta inathraithe (VFDanna) chun riachtanais an chórais maidir le freagairt thapa agus oibríocht ísealchaillteanais a chomhlíonadh.

 

 

 

De réir mar a mhéadaíonn leibhéal comhtháthaithe an trealaimh leictreonaigh, tá barraí bus lannaithe tar éis leathnú amach thar earnálacha soláthair cumhachta tionsclaíochta traidisiúnta go réimsí éagsúla feidhmchláir ardchumhachta.

 

Mar shampla, éilíonn córais chumhachta i bhfreastalaithe, trealamh teileachumarsáide, agus ionaid sonraí struchtúir dáilte cumhachta an-iontaofa chun caillteanais tarchurtha a íoslaghdú. Dá réir sin, úsáidtear barraí bus lannaithe laistigh de-trealamh ríomhaireachta ard-dlúis{-cosúil le cláir chiorcad sár-ríomhaire nó cúlphlánaí-chun seachadadh cumhachta cobhsaí a chinntiú d’ardáin ríomhaireachta ardluais.

 

I réimse an bhonneagair teileachumarsáide, éilíonn trealamh bonnstáisiúin ardchumhachta réitigh dhlúth agus éifeachtúla nasc cumhachta; Busbharraí lannaithe freastal go héifeachtach ar na srianta maidir le spás agus an gá atá le feidhmiú leanúnach i ndáileadh cumhachta stáisiún bonn cheallacha.

 

Ina theannta sin, i-córais chumhachta ar mhórscála, úsáidtear barraí bus lannaithe in ailtireachtaí modúlach cumhachta-ar nós iAonad Dáilte Cumhachta (PDU) busbarstruchtúir-chun naisc ísle-chaillteanais a éascú idir il-mhodúil chumhachta agus feabhas a chur ar iontaofacht iomlán an chórais.