Жоғары қуатты екі бағытты қоректендіру көздерінің қолданылуы

Кіріспе: Қарапайым қоректендіру көзінен аса

Қазіргі заманғы технологияларда қуатты түрлендіру туралы сөз болғанда, өзінің көптеген қолданыс мүмкіндіктері мен жоғары дәрежелі әрі жетілдірілген құрылғыларымен ерекшеленетін нақты бір құрылғылар класы басым орын алады: жоғары қуатты екі бағытты қуат көзі. Дәстүрлі қуат көздерінен айырмашылығы — олар тек энергия береді, ал бұл жетілдірілген құрылғылар ақылды энергия алмасу орталықтары ретінде әрекет етеді. Олар қуатты дәлдікпен әрі қуатты қабылдауға (жұтылуға), әрі беруге (берілуіне) қабілетті, сондықтан олар белгілі бір, жоғары деңгейдегі әрі маңызды әзірлеу мен тексеру процестерінде қажетсіз құрылғылар болып табылады. Өндірушілер бұл жетілдірілген қуат құрылғыларын жобаласа да, олардың өнімділігін, қауіпсіздігін және сенімділігін тәжірибелік, қатаң шарттарда қамтамасыз ету маңызды міндеті арнайы сынақ пен өлшеу шешімдеріне жүктеледі. Осы жерде жоғары қуатты сынақ әдістері бойынша терең білім өте маңызды болып табылады

Негізгі қызмет: Ол негізінен не істейді?

Негізінде жоғары қуатты екі бағытты қуат көзі — толық басқарылатын, төрт ширекті күшейткіш. Қарапайым тілде айтсақ, ол тек қуат көзі ретінде (ток пен кернеу беру) ғана емес, сонымен қатар электрондық жүктеме ретінде де (ток пен кернеуді сіңіру) жұмыс істей алады. Бұл екі бағытты энергия ағысы оған қуат беру мен энергия қайтару сценарийлерін модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, ол сыналатын құрылғыға (СҚ) қуат береді, содан кейін СҚ-ның қайтаруы мүмкін энергияны — мысалы, электрлік көліктің қозғалтқышында тежеу кезінде немесе аккумуляторлық блоктың разрядталуы кезінде — үзіліссіз сіңіреді. Бұл қабілет энергияның үлкен мөлшерін шығындаусыз тұйық циклді, нақты сынау ортасын құру үшін өте маңызды.

Негізгі қолданыс аймағы: Жаңа энергия көлігі (ЖЭК) және аккумуляторлық экожүйе

Жоғары қуатты екі бағытты қуат көзінің сынауына деген қажеттілікті анықтайтын ең белгілі және қатаң талап қойылатын қолданыс — бұл Жаңа энергия көлігі саласы және оған байланысты инфрақұрылым.

• Электрлік көліктің қозғалтқыш жүйесі мен компоненттерінің сынауы тарту инверторлары, жүріс қозғалтқыштары және борттық зарядтағыштар (OBC) табиғатына қарай екі бағытты болып табылады. Олар аккумулятордың тұрақты тогын қозғалтқыштың айнымалы тогына және керісінше — рекуперативті тежеу кезінде — түрлендіреді. Толыққанды сынақ жүргізу үшін аккумуляторды (көз режимі) имитациялайтын және рекуперацияланған қуатты сіңіретін (қабылдағыш режимі) сынақ жүйесі қажет, сонымен қатар пайдалы әсер коэффициентін, динамикалық жауап беруін және тұрақтылығын дәл, жоғары жылдамдықта өлшеулер жүргізілуі керек. Бұл компоненттердің автомобильдік қатаң стандарттарға сәйкес келетіндігін, яғни олардың өнімділігі мен қауіпсіздігін растайтын мықты сынақ платформасы қажет.
• Энергия сақтау жүйесі (ESS) және стационарлық аккумуляторларды сынау ұзақ мерзімді энергия сақтау немесе резервтік қорға арналған ірі масштабды аккумуляторлық батареялар әртүрлі жұмыс режимдерінде зарядтау қабілеті мен разрядтау қабілетін сынауға тиіс. Циклдық өмірлік ұзақтығын сынау, нақты электр желісімен өзара әрекеттесуді (мысалы, жиілікті реттеу) модельдеу және толық қуат түрлендіру тізбегінің (PCS — Қуат түрлендіру жүйесі) тиімділігін бағалау үшін екі бағытта да қуат беруге қабілетті сынау жүйесі міндетті. Сынау құралдарының дәлдігі мен тұрақтылығы энергия сақтау жүйесінің (ESS) расталған циклдық өмірлік ұзақтығы мен сипаттамаларына тікелей әсер етеді.

Шекараларды кеңейту: Жоғары деңгейлі зерттеулер мен желі шетіндегі технологиялар

Негізгі электромобильдер мен энергия сақтау жүйелерінен тыс қолданыс аясы жоғары деңгейлі зерттеулер мен дамыту салаларына қарай кеңейіп келеді.

• Микрожелілер мен орындалатын энергия ресурстарын (ОЭР) модельдеу зерттеушілер микросеттер үшін басқару алгоритмдерін әзірлеген кезде лабораторияда әртүрлі генерация көздерін (күн энергиясы, жел) және жүктемелерді имитациялауға тура келеді. Жоғары қуатты екі бағытты қуат көзі зерттеу жүйесіне интеграцияланған кезде осы көздер мен қабылдағыштарды динамикалық түрде имитациялай алады, сондықтан желінің тұрақтылығы мен энергия басқару бағдарламалық жасақтамасын бақыланатын, бірақ нақты қуат ағыны жағдайларында тексеруге болады.
• Сутегі отыны және сутегі электролизерін сынау сутегі экономикасында сутегін өндіру үшін қуатты тұтынатын құрылғылар (электролизерлер) немесе сутегіден қуат өндіретін құрылғылар (отын элементтері) қолданылады. Осы жүйелерді, әсіресе олардың қуат электроникасы интерфейстерін сынау үшін барлық кіріс/шығыс диапазоны бойынша әртүрлі жұмыс күйлерін және пайдалы әсер коэффициентін карталауға мүмкіндік беретін екі бағытты қуатты қолдай алатын платформа қажет.

Қажетті көпір: Қуат электроникасы үшін арнайы сынау шешімдері

Жоғары қуатты екі бағытты қуат көздерін қолданатын сынақтарды іске асыру оңай емес. Ол тек қуаттық құрылғыларды ғана талап етпейді. Дәлдік, қауіпсіздік және деректердің бүтіндігі үшін әзірленген толық, интеграцияланған сынақ шешімін талап етеді. Негізгі қиындықтар мыналар:

• Жоғары қуатта дәл өлшеу : Жүздеген киловатт немесе мегаватт деңгейінде кернеу, ток және қуатты жоғары жиілікті өлшеу – арнайы мамандық. Ол жоғары қуатты ауыстыру кезіндегі шуға төзімді калибрленген өлшеу ішкі жүйелерін талап етеді.
• Қауіпсіздік пен қорғау реті : Жоғары қуатты құрылғыларды сынау өзіне тән қауп-қатерлерді қамтиды. Кәсіби сынақ жүйесі сыналатын құрылғыны (СҚ) және сынақ құрылғыларын қорғау үшін көптеген деңгейлі аппараттық және бағдарламалық қауіпсіздік блоктауларын, алдын ала қорғау тізбектерін (кернеудің, токтың артуына, қысқа тұйықталуға қарсы) және қауіпсіздікке қолайлы реттіліктерді қамтиды.
• Динамикалық профильді модельдеу және деректерді жинау тәжірибелік жағдайлар тұрақты емес. Сынақ жүйесі күрделі, өтпелі қуаттық профильдерді (мысалы, автомобильдің жүру циклі, желіде ақаулықтарды модельдеу) бағдарламалау мен орындау қабілетіне ие болуы керек, сонымен қатар талдау үшін өте көп көлемдегі өнімділік деректерін синхронды түрде жинауы қажет. Бұл әдетте Ethernet негізіндегі арнайы, берік байланыс протоколдары (мысалы, IEEE 488, TCP/IP) арқылы іске асады, олар сенімді және жылдам басқаруды қамтамасыз етеді.

Қорытынды: Тестілеу сенімділігін қамтамасыз ету үшін сарапшылықпен серіктестік жасау

Қуат электроникасының екі бағытты, жоғары қуатты қолданыстарға дейінгі дамуы маңызды технологиялық секіріс болып табылады. Жоғары қуатты екі бағытты қуат көздерін қолданатын компоненттер мен жүйелерді растау — өнімнің сенімділігі мен инновацияларының негізін құрайтын күрделі іс-әрекет. Бұл саладағы сәттілік тек технологиялық құралдарға ие болумен ғана емес, сонымен қатар сынақ нәтижелеріңізге сенім қалыптастыру үшін терең қолданбалы білім мен процедуралық қаталдыққа ие сынақ саласының сарапшыларымен серіктестік орнатуға байланысты. Осы ұқыпты растау процесі арқылы нарыққа қауіпсізірек, тиімдірек және сенімдірек энергетикалық технологиялар шығарылады.