مثبطات القوس الإلكتروني: حماية أساسية لأنظمة التبديل وSVGs

مثبطات القوس الإلكتروني: حماية أساسية لأنظمة التبديل وSVGs

التحدي الأساسي: القوس المدمر

عندما تقاطع المفاتيح الميكانيكية (المقاولات، المرحلات، القواطع) أو أشباه الموصلات (IGBTs، الثايرستورات) التيار - خصوصاً في دوائر التيار المستمر الحثية – الطاقة المغناطيسية المخزنة ( 1/2*LI^2 ) يولد طفرات جهد شديدة (V= - لدي/دي تي ). يؤدي هذا إلى تأين الهواء بين جهات الاتصال، مما يؤدي إلى خلق استدامة الأقواس الكهربائية الذي - التي:

· تآكل/لحام جهات الاتصال،

· توليد EMI مدمر،

· تسبب فشل النظام أو الحرائق.

كيف تعمل مثبطات القوس الكهربائي

تعمل مثبطات القوس على تحويل هذه الطاقة بعيد من تبديل العناصر عبر ثلاث طرق رئيسية:

1. ثنائيات ارتدادية (الأكثر شيوعًا للأحمال المستمرة):

ا الصمام الثنائي المنحاز عكسيًا عبر الأحمال الحثية (على سبيل المثال، ملفات المحرك).

ا عند فتح المفتاح، يؤدي الجهد المستحث إلى تحيز الصمام الثنائي للأمام، مما يؤدي إلى إنشاء مسار منخفض المقاومة.

ا تتبدد الطاقة على شكل حرارة من خلال مقاومة الحمل، حيث يبلغ جهد التثبيت حوالي 0.7 فولت – إزالة القوس الكهربائي .

2. مخمدات RC (الحماية العالمية):

ا شبكة المقاومة والمكثف عبر مفاتيح .

ا يمتص المكثف التيار الزائد أثناء إيقاف التشغيل، مما يحد من معدل ارتفاع الجهد (dV) / د.ت).

ا يقوم المقاوم بتبديد الطاقة المخزنة وتخفيف التذبذبات.

3. ثنائيات TVS/MOVs (التثبيت المؤقت):

ا قم بتثبيت الجهد الكهربائي بسرعة فوق عتبة معينة (على سبيل المثال، 400 فولت) أثناء فترات إيقاف التشغيل العابرة.

ا يتم استخدامه جنبًا إلى جنب مع المثبطات للطفرات عالية الطاقة.

قمع القوس في مولدات المتغيرات الثابتة (SVGs)

مولدات الطاقة الشمسية (SVGs) - بالغة الأهمية لاستقرار جهد/معامل القدرة في الشبكة - تستخدم ترانزستورات IGBT عالية الطاقة تعمل بترددات كيلوهرتز لحقن/امتصاص الطاقة التفاعلية. قمع القوس هنا هو غير قابل للتفاوض لثلاثة أسباب:

1. إجهاد عالي di/dt :

ا تقوم IGBTs بتبديل 100-1000 أمبير في ميكروثانية، مما يؤدي إلى توليد فرق جهد شديد / dt (على سبيل المثال، 10–100 كيلو أمبير/ميكروثانية).

ا يؤدي إيقاف التشغيل غير المنضبط إلى تجاوز الجهد (>2 × جهد ناقل التيار المستمر)، مما يعرض IGBT لخطر الانهيار.

2. حماية سائقي البوابة :

ا ترتبط طفرات الجهد في دوائر محرك البوابة عبر سعة ميلر، مما يتسبب في:

§ التحفيز الخاطئ (الإطلاق)

§ تلف دائرة السائق.

ا ثنائيات TVS قم بربط هذه العناصر العابرة عند بوابة الباعث.

3. رنين رابط التيار المستمر وجانب التيار المتردد :

ا يتردد الحث الضال في قضبان التوصيل/الكابلات (Lstray) مع سعة خرج IGBT أثناء التبديل.

ا مخمدات RC وضع:

§ عبر IGBTs : حد dV / د ت أثناء إيقاف التشغيل (على سبيل المثال، 1–5 Ω + 0.1–1 μF).

§ محطات ربط التيار المستمر :امتصاص الرنين عالي التردد (على سبيل المثال، 10 Ω + 10 μF).

4. الملامسات ودوائر الشحن المسبق :

ا تتعرض موصلات التيار المستمر التي تفصل مكثفات SVG إلى قوس كهربائي شديد.

ا الحلول الهجينة :المقاومات المشحونة مسبقًا + مخمدات RC + MOVs تضمن التنشيط/إزالة الطاقة بشكل آمن.

لماذا هذا مهم في صور SVG (مولد متغيرات ثابتة)

· مصداقية :يمنع فشل IGBT/الاتصال الناتج عن الضرر القوسي التراكمي.

· كفاءة :يقلل من خسائر التبديل وخفض التصنيف الناتج عن التداخل الكهرومغناطيسي.

· أمان :يخفف من مخاطر القوس الكهربائي في الأنظمة المغلقة بالخزانة.

· امتثال : يفي بمعايير IEC 61800-3/EN 55011 EMI.

اعتبارات التصميم لتطبيقات SVG

· تصنيف طاقة سنابر :يجب التعامل مع الذروة 1 / 2CV ^ 2 طاقة أثناء أسوأ حالة تبديل.

· جهد تثبيت TVS :مجموعة أدناه IGBT VCES التقييم (على سبيل المثال، 1200 فولت IGBT → 1000 فولت TVS).

· تَخطِيط :تقليل التشتت باستخدام قضبان التوصيل المصفحة؛ وضع المثبطات على مسافة <5 سم من أطراف IGBT.

الاتجاه الرئيسي :تدمج أنظمة SVG الحديثة قمع القوس في الحماية متعددة الطبقات - من خلال الجمع بين المثبطات ودوائر التثبيت النشطة والتشخيصات في الوقت الفعلي لتمديد عمر النظام لأكثر من 20 عامًا.

قم بزيارة موقعنا: https://www.ytelect.com/

بريد إلكتروني: pineapple@yt-electric.com