Nuair a chuardaítear an fiús sa chóras luchtaithe tá claonadh ann córais chasta a róshimpliú. Ní í an fhíorfhadhb ná an bhfuil sé ann nó nach bhfuil, ach cá bhfuil sé, cad a chaithfidh sé a chosaint, agus cén fáth a scriosann an fiús mícheart go leor dearaí atá cosúil le réasún. Ní lasc í cosaint leictreach riamh, is malairt í, rud nach féidir a bhriseadh a aimsiú idir an cuar carntha teirmeach agus an tionchar gearrchiorcaid.
Anuraidh, i dtionscadal a bhain le stáisiún luchtaithe tapa ardvoltais 800V, rinneamar athscrúdú ar nóid chosanta an tslabhra luchtaithe ar fad. Bhain an tionscadal sin buaicchumhacht 480 cileavata an gunna amach agus sruth leanúnach de bheagnach 600 aimpéar. Bhí an scéim chosanta tosaigh an-simplí - cuireadh briseadh ciorcad cás múnlaithe 630A ar an taobh ionchuir AC, agus bhí fiús cosanta leathsheoltóra le 400A ainmniúil ceangailte i sraith leis an gciorcad aschuir DC. Is cosúil nach raibh fadhb ar bith ann, níor séideadh an fiús mar a bhíothas ag súil leis go dtí gur tharla locht láimhe droichead modúl cumhachta. I láthair na huaire, áfach, nuair a bhí an stua múchta, bhris an voltas droim ar ais a tharlódh ar an mbusbarra cruachta síos na sraitheanna ocsaíd geata de dhá mhodúl SiC slán in aice láimhe. Chosain an fiús seo a bhrainse féin go foirfe, ach leag sé aonad cumhachta iomlán in aice leis. Seo pointe a leagann mé béim go minic: sa chóras muirir, ní haonáin neamhspleácha iad fiúsanna, is cuid den chóras neamhbhuan iad féin a gcuid gníomhartha, rud a d'fhéadfadh athdháileadh an fhuinnimh atá stóráilte sa líne ionduchtaithe a spreagadh. Níor cheart go ndíreodh meastóireacht ar chaighdeán fiús, ní hamháin ar an bhféadann sé briseadh, ach freisin ar an méid a fhágann sé taobh thiar don chóras iomlán le linn an phróisis dícheangailte.
Is beag duine a labhraíonn faoin líne tanaí taobh istigh den ghunna luchtaithe. Chomh maith leis an bpríomhlíne chumhachta tiubh, tá leas a bhaint as sreangú comhthreomhar le haghaidh cumarsáide agus soláthar cumhachta cúnta i gcábla an gunna luchtaithe tapa DC. De réir an chaighdeáin, de ghnáth ní bhíonn an sreang seo ach 0.75 milliméadar cearnach agus ní féidir léi níos mó ná 2 aimpéar reatha a iompar. Ach má tá an gunna luchtaithe brúite ag fórsa seachtrach agus má dhéantar damáiste d'insliú na príomhlíne cumhachta, gearrfaidh sé-chiorcad leis an sreang tanaí seo, agus déanfaidh na céadta aimpéar reatha an leas a bhaint as sreang iomlán a dhó ina slaig laistigh de chúpla milleasoicind. Ní chuireann an chuid is mó de na dearthóirí fiúsanna neamhspleácha anseo, ag brath go hiomlán ar an rialtóir stáisiúin muirir chun aimhrialtachtaí a bhrath trí bhraiteoirí reatha agus an chuisle tiomána a bhlocáil. Freagraíonn an straitéis chosanta leictreonach íon seo go tapa nuair a bhíonn ciorcad gearr ar an taobh ualaigh. Mar sin féin, a luaithe a tharlaíonn an ciorcad gearr roimh an bhfeiste cumhachta nó tar éis an braiteoir, is é an t-alt beag gan chosaint de chopar an fhoinse adhainte is contúirtí. Chonaic mé uair amháin in anailís teip nach ndeachaigh ach 40mm de shreang gan chosaint trí thine tar éis forshrutha, ar deireadh thiar dó an cúplóir gunna luchtaithe ar fad. Níos déanaí, i ndearaí uile na línte gunna fuaraithe leacht giniúna nua, rinneamar dhá fhiús tapa toirte beag a neadú go díreach in aice leis na críochfoirt DC + agus DC - ag an deireadh gunna, pacáistithe i paiste 0603, rátáil ag 2A, feadán ceirmeach líonadh le gaineamh Grianchloch, agus baineadh amach cumas briseadh 50kA@1000V DC. Tá méadú níos lú ná dhá yuan ar an gcostas, ach tá cosán tubaiste gearrtha go hiomlán. Is minic nach mbíonn deacrachtaí teicniúla ag baint le cinntí dearaidh, ach cibé acu an ndearna tú aghaidh ar na teipeanna imeallacha sin i ndáiríre.
Nuair a thagann sé le cosaint ionchuir AC i OBC an charger carr, is é botún an-fholaithe ná fiús feadánach beag 5 × 20mm rialta a úsáid chun an borradh a sheasamh nuair a bhíonn an toilleoir mór taobh DC á thiomáint ar. Is gnách go leanann an droichead ceartaitheora ionchuir de 6.6 kW OBC le toilleoir scannáin tanaí gar do 1000 microfarads, agus is féidir leis an buaic-sruth borrtha i láthair na huaire cumhachta a bhaint amach go héasca os cionn 300 aimpéar, le ré 2 go 3 milleasoicind. Má roghnaíonn tú fiús tapa le I² t de ach cúpla deich A² s, gheobhaidh tú amach go n-osclaíonn sé gan aon lochtanna laistigh de bhliain nó dhó. Níl sé seo toisc go bhfuil an fiús briste, is é an fáth nár thuig an roghnóir an tuirse teirmeach de bharr carnadh borrtha tréimhsiúla. Ní hamháin go ndéantar damáiste don leá fiús nuair a shroicheann sé an teocht leá, ach beidh gach cuisle atá ag druidim leis an tairseach leá I ² t ina chúis le duillín teorann gráin bheaga sa laitís miotail. Tar éis na céadta ardú cumhachta, laghdaíodh an leá go háitiúil agus ar deireadh dínasctha roimh am le linn próiseas muirir agus tosaithe an-ghnáth. Is í an eochair chun an fhadhb seo a réiteach ná sa dara leath de chuar na bparaiméadar: de ghnáth ní mór dúinn go seasfaidh an fiús luach I² t níos mó ná trí huaire an borrtha iarbhír I² t faoi chuisle 10 milleasoicind, agus go gcoimeádtar dóthain luas cosanta ciorcad gearr. Nuair a bhíonn mé ag roghnú, is minic a sceithim fiúsanna traidisiúnta tionsclaíocha agus ina ionad sin bainim úsáid as fiúsanna sliseanna atá deartha go sonrach le haghaidh feithiclí. Tá céimseata leáite na bhfiúsanna seo optamaithe chun dul i ngleic le tionchair borrtha arís agus arís eile agus stua laistigh de 20 miocrón soicind i gcás fíorchiorcad gearr. Tá an t-iompar seo, a bhfuil an chuma air go bhfuil sé díreach ag athsholáthar comhpháirte, mar thaca le grinnscrúdú arís agus arís eile ar an bhfisic teip agus ar an speictream ualaigh.
Is minic nach ndéantar dearmad ar fhíric: tá an chosaint sa chóras muirir cisealta agus deighilte, agus d'fhéadfadh go mbeadh na ceanglais maidir le tréithe fiúsanna ag áiteanna éagsúla contrártha go hiomlán. Tá sé mar phríomh-mhisean ag an bhfiús is gaire don phacáiste ceallraí, mar shampla an fiús DC ard-srutha i bpríomhchiorcad an bhosca dáileadh ardvoltais, an pacáiste ceallraí a ghearradh amach as an gcóras chomh tapa agus is féidir nuair a bhíonn ciorcad gearr taobh istigh den cheallraí. Is é an luas absalóideach anseo mar, i láthair na huaire ciorcad gearr, tá impedance inmheánach an mhodúil ceallraí litiam an-íseal, agus is féidir leis an sruth ciorcaid gearr den phacáiste ceallraí 400V níos mó ná 10000 aimpéar láithreach, rud a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le rith teirmeach laistigh de chúpla deich milleasoicindí. Sa chás seo, ní mór an stua tosaigh I ² t den fhiús a bheith chomh beag agus is féidir, agus uaireanta is gá fiú leá ilchodach copar airgid le pointí éifeacht mhiotaleolaíochta a úsáid chun tús a chur le leá ag carnadh teasa an-íseal. Ar an láimh eile, déileálann an fiús ar an taobh isteach den stáisiún luchtaithe AC le bagairt go hiomlán difriúil, mar shampla an sruth iarmharach de bharr róvoltas tintreach ascalaithe an claochladáin dáileacháin atá forshuite ar an gciorcad luchtaithe, nó an róthéamh áitiúil fadtéarmach de bharr ocsaídiúcháin comhpháirteacha cábla. Úsáidtear na fiúsanna anseo mar chosaint chúltaca den chuid is mó, rud a éilíonn táimhe teirmeach níos mó agus tréithe srutha ama níos míne, chun comhoibriú go roghnach le scoradáin chiorcaid ar leibhéal níos airde. Is leisce san innealtóireacht mearbhall a chur ar an dá chás seo agus gach suíomh a chlúdach le múnla amháin. Is fíor-chomhartha d'ailtireacht leictreach aibí é bheith in ann dul isteach i dtrí thoise an leibhéil voltais, toilleadh ciorcaid ghearr, agus tairiseach ama chun criosanna cosanta a chruthú.
Ag go leor stáisiúin luchtaithe, gheobhaidh tú feiniméan aisteach: turais go minic ar an scoradán cás plaisteach ar thaobh AC, agus níl aon athrú ar an bhfiús tapa ar an taobh DC. Is minic go gcuireann pearsanra oibríochtaí an milleán ar luaineachtaí voltais sa ghreille cumhachta, ach is minic gurb é an fíorchúis ná faillí na gcomhpháirteanna DC le linn roghnúcháin. Nuair a bhíonn an claochladán ardmhinicíochta taobh istigh den mhodúl luchtaithe claonta nó nuair a mheathnaíonn an dé-óid choigeartaithe, meascfar comhpháirteanna quasi DC de dheichí nó fiú na céadta aimpéar isteach sa sruth ionchuir AC. Is leor an comhpháirt DC seo chun saturation beag an claochladáin a chur faoi deara, rud a fhágann go bhfuil saobhadh céim mhór i sampláil an bhoird rialaithe cosanta, agus d'fhéadfadh scaoileadh leictreonach an scoradáin chiorcaid an cineál locht a mheas go mícheart. Ní dhéanann an cur isteach comhartha bréagach seo difear do fiúsanna leictreamaighnéadacha íon, ní sholáthraíonn siad ach freagra fisiceach fíor maidir le giniúint teasa. Sin an fáth a éilíonn mé sraith fiúsanna raon iomlán a shuiteáil atá deartha go speisialta do choinníollacha oibre measctha AC agus DC ag deireadh ionchuir AC roinnt fostáisiún le coinníollacha greille crua. Tagann an tsamhail ó mhonaróir Gearmánach, agus tá meán múchta stua speisialta ina ábhar líonta, ar féidir é a dhícheangal go hiontaofa i gcás lochtanna nuair a bhíonn comhpháirteanna AC agus DC araon ann. Is cosúil gur breithiúnas coimeádach é seo a foirmíodh tar éis go leor ceachtanna a foghlaimíodh - ní féidir le gléasanna leathsheoltóra ach sruth a rialú, ní féidir ach fiúsanna sruth a fhoirceannadh.
Is minic a bhíonn loighic na nuálaíochta i bhfolach in athléiriú seanshonraí. Ó níos mó ná 800 staidreamh maidir le teipeanna córais muirir, tá patrún frith-intuigthe aimsithe againn: tar éis an t-ardán voltais a mhéadú ó 400V go 800V, ní mhéadaíonn ráta teip an fhiús féin, ach méadaíonn an dóchúlacht go mbeidh an dromchla teagmhála idir an lúibín fiús agus an tsraith cheangail dóite amach. Is é an chúis atá leis ná go n-ardaíonn an voltas stua leis an méadú ar voltas an chórais. Nuair a bhíonn an vacuum i ngníomh, is féidir leis an voltas stua inmheánach teacht ar dhá nó trí huaire an voltas chórais. Ag an nóiméad seo, beidh an voltas ard cúplála leis an mbearna aeir beag idir an clúdach deiridh miotail agus an teagmháil an fiús trí toilleas fáin, is cúis le flashover dromchla. Nuair a tharlaíonn flashover, adhnaíonn an stua micrea an gal miotail, ag dul in olcas go tapa ar an friotaíocht teagmhála go dtí an leibhéal milliohm, agus tá téamh áitiúil Joule leordhóthanach chun an t-ábhar caipín deiridh a leá. Mar thoradh ar an bhfionnachtain seo d'athraigh muid sciath an caipín deireadh fiús ó stáin íon go cóimhiotal Pallaidiam airgid sa tionscadal ardán 800V, a bhfuil cruas níos airde agus feabhas a chur ar an cumas chun seasamh in aghaidh creimeadh stua de réir méide. Ag an am céanna, le méadú ar fhórsa réamh-teannas an earraigh clampála ó 18 Newton go 25 Newton, le hathrú chomh simplí, laghdaigh an ráta leá neamhghnácha de bharr drochtheagmhála ar an suíomh beagnach 70%. Is minic nach aireagáin suaiteach iad na cinn teicneolaíochta, ach a mhéid is féidir leat na sonraí fisiceacha bídeacha sin a fhiosrú.
Bíonn an earnáil thionsclaíoch i gcónaí sa tóir ar fhaisnéis, ach tá fiúsanna ar cheann den bheagán comhpháirte i gcórais luchtaithe nach bhfuil faisnéis iontu ar chor ar bith ach atá iontaofa go hiomlán. Níl aon bhord rialaithe aige, gan aon algartam, gan aon chomhéadan cumarsáide, agus tá a mheicníocht oibre simplí go éadrócaireach - leáigh sé nuair a shroicheann an teocht an pointe leá, agus tar éis leá, tá an stua fuaraithe agus múchta ag an filler. Is foinse annamh cobhsaíochta í an chinnteacht seo i gcórais luchtaithe atá ag éirí níos casta sa lá atá inniu ann. Nuair a theipeann ar gach cosaint leictreonach, nuair a ritheann an DSP ar shiúl, glais comhartha tiomáint geata IGBT, agus go mainneoidh faire faire MCU athshocrú, is é an t-aon rud is féidir leis an gcóras a tharraingt ar ais ón tubaiste ná an leá miotail seo a roghnaíodh go cúramach agus a bhailíochtú a tástáladh na mílte uair. Ní fios gur fiús a thugtar air, ní dhéanann sé ach a chlaochlú faoi riail na ndlíthe fisiceacha, ag an am ceart agus leis an sruth ceart.
Dá mbeadh orm ‘An bhfuil fiús ag an gcóras muirearaithe?’, déarfainn nach féidir ach fiús amháin a bheith ag aon chóras muirir cáilithe. Déantar iad a dháileadh i gcoirnéil fholaithe an taobh líne isteach AC, taobh bus DC, críochfoirt ionchuir agus aschuir modúl cumhachta, príomhchiorcad pacáiste ceallraí, agus fiú críochfoirt gunna a mhuirearú, go ciúin ag glacadh le freagrachtaí cosanta go hiomlán difriúil. Is ionann an ceann mícheart a roghnú agus doras taobh nach dtugtar faoi deara a oscailt i gcosaint slándála an chórais. Tosaíonn an roghnú ceart i gcónaí leis an illusion a bhaineann le fiús uilíoch a aimsiú agus ina ionad sin mairfidh sé an pian sistéamach maidir le luas cosanta a chothromú arís agus arís eile, an chaoinfhulaingt, na coinníollacha suiteála, an loighic chomhordaithe, agus éifeachtaí aosaithe teirmeach ar feadh an tsaoilré ar fad. Is dócha gurb é seo an ghné is mó a fheictear den tionscal seo, áit a bhfuil gach rud fíor-thábhachtach i bhfolach ar deireadh thiar i bhfeadán leá atá níos lú ná deich ceintiméadar ar fad.