Sut gall deuodau atal ôl-lif ynni gwynt rhag rheolwyr niweidiol?

1, Cylched unionydd na ellir ei reoli: rhwystr naturiol sy'n blocio cyflenwad pŵer gwrthdro o fatris
Mewn systemau pŵer gwynt, mae'r gylched unionydd heb ei reoli yn ddolen allweddol sy'n cysylltu'r generadur a'r batri. Ei swyddogaeth graidd yw trosi allbwn pŵer AC gan y generadur yn bŵer DC, wrth ddefnyddio dargludedd un cyfeiriadol deuodau i atal y batri rhag cyflenwi pŵer i'r generadur yn y cefn yn ystod cyflymder gwynt isel neu gyflwr cau. Er enghraifft, mewn cylched cywiro afreolus deuod tri cham, mae chwe deuod yn ffurfio strwythur pont. Pan fydd foltedd allbwn y generadur yn is na foltedd y batri, mae'r deuodau'n torri i ffwrdd yn awtomatig, gan rwystro'r llwybr cerrynt gwrthdro.

Manteision technegol:

Strwythur syml a dibynadwy: Dim ond deuodau sydd eu hangen i gyflawni swyddogaethau deuol o unioni ac ôl-lifiad gwrth, heb fod angen cylchedau rheoli ychwanegol, gan arwain at gyfradd fethiant isel.
Defnydd isel o ynni: Mae gostyngiad foltedd dargludiad deuodau fel arfer yn 0.3-0.7V, ac mewn senarios foltedd uchel a cherrynt uchel, mae'r golled pŵer yn sylweddol is na'r hyn a geir mewn cydrannau gweithredol fel IGBTs.
Cyflymder ymateb cyflym: Mae'r amser newid deuod yn yr ystod nanosecond, a all ymateb ar unwaith i newidiadau foltedd ac osgoi ymchwydd cerrynt gwrthdro.
Achos peirianneg:
Mae fferm wynt alltraeth yn defnyddio falf unionydd deuod i ddisodli'r falf unionydd aml-lefel (MMC) modiwlaidd traddodiadol. O dan yr un gallu trosglwyddo, mae'r orsaf drawsnewid wedi lleihau cyfaint 80%, pwysau o 65%, ac amser gosod 20%. Y rheswm craidd yw nad oes angen algorithmau rheoli cymhleth ar y falf unionydd deuod, ac mae colled dargludiad y deuod yn fwy nag 20% ​​yn is nag un IGBT, gan wella sefydlogrwydd ac economi'r system yn sylweddol.

2, amddiffyniad gwrth-dro polaredd: er mwyn osgoi diffygion trychinebus a achosir gan polaredd gwrthdro'r cyflenwad pŵer
Mae angen i'r rheolydd pŵer gwynt fod yn gydnaws â mewnbynnau pŵer lluosog (fel pŵer prif gyflenwad, generaduron disel, a batris). Os yw'r defnyddiwr yn gwrthdroi polaredd y cyflenwad pŵer yn ddamweiniol, gall achosi i'r cynwysyddion mewnol, MOSFETs, a chydrannau eraill y rheolydd losgi allan. Trwy gysylltu deuodau mewn cyfres wrth y mewnbwn pŵer, gellir adeiladu cylched amddiffyn gwrth-wrthdroi cost isel a hynod ddibynadwy.

Pwyntiau dylunio:

Optimeiddio cwymp foltedd dargludiad ymlaen: Mae gan ddeuodau Schottky (fel MBR1045CT) ostyngiad mewn foltedd ymlaen o 0.3V yn unig, ac mewn rheolwyr lefel 5kW, mae colled dargludiad yn cyfrif am lai na 0.6%, sy'n llawer is na deuodau silicon traddodiadol (0.7V).
Rheolaeth cerrynt gollyngiadau gwrthdro: Gall IC deuod delfrydol (fel LTC4412) atal cerrynt gollyngiadau gwrthdro i lai na 1 μ A, gan osgoi diraddio cynhwysedd y batri oherwydd cerrynt gollyngiadau yn y modd segur.
Ataliad cerrynt ymchwydd: Trwy gysylltu thermistorau NTC ochr yn ochr â deuodau, gellir cyfyngu ar y cerrynt ymchwydd ar hyn o bryd, gan amddiffyn y cynhwysydd i lawr yr afon.
Dadansoddiad Modd Methiant:
Mewn achos cynnal a chadw rheolydd pŵer gwynt, oherwydd diffyg amddiffyniad gwrth-wrthdroi, fe wnaeth y defnyddiwr gysylltu'r cyflenwad pŵer ar gam, gan arwain at ffrwydrad yn y cynhwysydd mewnbwn. Mae'r cynllun gwella dilynol yn mabwysiadu cylched cyfansawdd o "Deuod Schottky + ffiws hunan-adfer", sy'n torri'r deuod i ffwrdd wrth ei wrthdroi ac yn toddi'r ffiws, gan ynysu'r nam yn llwyr.

3, Rheoli llwybr adfer ynni: cyswllt allweddol wrth atal gorlwytho gwrthyddion brecio
Mewn systemau pŵer gwynt, pan fydd cyflymder y gwynt yn fwy na'r gwerth graddedig, mae angen defnyddio gormod o egni trwy reolaeth traw neu wrthyddion brecio. Os nad yw cylched y gwrthydd brêc wedi'i dylunio'n iawn, gall cerrynt gwrthdro lifo i'r rheolydd trwy ddeuod corff IGBT, gan achosi gorgynhesu'r gydran. Gall y deuod adeiladu llwybr adfer ynni annibynnol, gan sicrhau bod y cerrynt brecio yn cael ei ryddhau trwy'r gwrthydd yn unig.

Cymwysiadau nodweddiadol:

Deuod olwyn rhydd cylched bwc: Mewn cylchedau bwc DC/DC, mae deuodau olwyn rydd (fel 1N5819WS) yn darparu llwybr rhyddhau ar gyfer storio ynni anwythol, gan osgoi cynhyrchu grym electromotive cefn foltedd uchel pan fydd IGBT wedi'i ddiffodd.
Deuod gwrth-lifiad cylched hwb: Mewn cylched hwb, mae deuod (fel MBR20100CT) yn atal y foltedd allbwn rhag ôl-lifo i'r derfynell fewnbwn, gan amddiffyn y cydrannau ochr foltedd isel.
Cymorth data:
Mae data prawf trawsnewidydd pŵer gwynt yn dangos, ar ôl disodli deuodau unionydd cyffredin â deuodau Schottky, bod cynnydd tymheredd y gwrthydd brecio wedi gostwng o 120 gradd i 85 gradd, a chynyddodd effeithlonrwydd y system 3.2%.

4, Deuod clampio mewn topoleg aml-lefel: elfen graidd ar gyfer gwella dibynadwyedd gwrthdröydd
Yn y deuod clampio pum lefel H-topoleg bont rhaeadru, gall y deuod clampio gydbwyso foltedd pob braich bont ac atal dadansoddiad cydrannau a achosir gan foltedd anwastad. Er enghraifft, mewn system pŵer gwynt gyriant uniongyrchol magnet parhaol, mae'r topoleg hon yn cyflawni cysylltiad grid uniongyrchol foltedd canolig trwy unionydd 12 pwls a gwrthdröydd pum lefel. Mae'r deuod clampio yn lleihau straen foltedd y dyfeisiau newid i hanner y foltedd bws DC, gan wella dibynadwyedd y system yn sylweddol.

Datblygiad technolegol:
Mae Siemens yn mabwysiadu topoleg clampio deuod ar gyfer gorsafoedd trawsnewid ynni gwynt ar y môr, gan gyflawni allbwn 9-lefel, treblu'r amlder newid cyfatebol, lleihau afluniad harmonig i lai na 1.5%, a lleihau cyfaint hidlo 40%.

5, Technoleg flaengar: Deuod bandgap eang yn gyrru uwchraddio system pŵer gwynt
Gydag aeddfedrwydd deuodau silicon carbid (SiC), mae eu nodweddion adennill tâl gwrthdro sero (Qrr ≈ 0) a gwrthiant tymheredd uchel (200 gradd) yn cyflymu ailosod deuodau silicon yn y maes pŵer gwynt. Er enghraifft, mae deuod SiC Schottky C3D10060A Cree yn lleihau colled dargludiad 75% o'i gymharu â deuodau silicon o dan amodau 100A/600V, gyda cholled adfer gwrthdro yn agosáu at sero.

Senario Cais:

Trawsnewidydd DC/DC amledd uchel: Gall deuodau SiC gynyddu'r amlder newid i dros 200kHz, gan leihau maint anwythyddion a chynwysorau yn sylweddol.
Trawsnewidydd amledd foltedd canolig: Mewn trawsnewidwyr pŵer gwynt 10kV, gall deuodau SiC leihau nifer y rhaeadrau a chymhlethdod system is.