要知道大功率直流電源的場合,開關頻率很難提高,為什麼?衡量開關器件的兩個重要指標一是通過電流、二是耐受電壓,大功率開關器件造價非常高昂,而且由於技術限制,單個開關器件的功率就不可能太大。
晶閘管是功率最大的開關器件,但是頻率太低,而新一代高頻開關器件功率受限很大。
張政深知這一點,他參與設計從三俠水電輸送到江海的高壓直流輸電工程,每一個換流閥都是由幾百上千個igbt並聯後串聯組成,均壓和均流非常難以實現,每一個igbt的驅動信號都採用光纖,只要哪怕有一根頭髮絲的差距,均壓均流失敗,那麼一個閥內的所有開關都會瞬間燒掉,還會引起可怕的連鎖反應。
這種換流閥世界上只有幾家公司能夠做到,均壓均流的工藝要求太高。
即便如此,整個閥的開關頻率也就在左右。
大功率對開關頻率的限制非常大,單一的開關器件達不到要求,頻率稍有提高,均壓均流的難度成倍提高。
本次開發的高壓直流發生器,輸出直流要求,電流最高峰值達到,短時最大功率超過,單一的開關器件也無法做到,硬開關狀態損耗太大,頻率一提高,開關壽命成幾何級下降。樹如網址:heiyaпge.com關看嘴心章節
必須軟開關,必須均壓均流,還必須要求重量要足夠輕,就必須提高頻率,這才是一系列提高難度的要素,否則一幫子經驗豐富的教授怎會一籌莫展呢。
張政迫不及待向劉晨討教,心中的疑惑太多。
「怎麼會呢?如果開關頻率10k的話,我粗略測算,波動會在5以上。」
「10k?那是遠遠不夠的,這種控制模式的開關頻率起碼以上,完全消除開關損耗就是為了高頻化,10k的頻率量級不需要用這種結構。」
「?」張政眼睛都瞪圓了,這麼高頻率,那整體設備的重量肯定大大減輕呀,只是……
「這麼高頻率,igbt也達不到,只能採用結構的開關器件,單個片子的容量可非常小啊,這又要考慮複雜的均壓均流的問題了。」張政苦着臉,他覺得最理想的狀況是把頻率提高到30k達到平衡。
「這個簡單,的耐壓沒問題,就是通過電流偏小,而我們採用這種拓撲結構是在電流為零時切換開關,想到了嗎?那就是天然的均流條件呀,只要把幾個開關管並聯在一起就能解決容量小的問題,根本不需要增加額外的輔助電路均流。」
張政差點兒跳了起來,興奮地揮舞着拳頭,叫道:「對呀,開關容量的問題就解決了。」
略一想還覺得不太對,「這麼高頻率,控制不好做吧?而且還需要檢測諧振電流過零點,控制器反應不過來呀,那穩定性會不會太差了?」
「硬件電路實現確實有點麻煩,不過卻並非不可能。」劉晨笑道,他在採用這種結構開發設備時,通常都把頻率放在接近上。
「到底怎麼實現呢?能跟我說說嗎?」
「這可不是幾句話能說清楚呀,張教授。」劉晨笑道,他可不會傻到跟第二次見面的人就和盤托出他掌握的技術,即便對方是謙遜有禮的教授。
張政也明白,這種高深的關鍵技術,如果他一問,人家就馬上告訴他,除非是傻蛋,沉思片刻道:「採用這種結構能否實現在1ms內無超調升壓到直流,且重量有嚴格要求,穩定性還要求運行五年以上,空間emc不能大。」
劉晨一聽就是眼前一亮,這麼多苛刻的要求,應用場合不言而喻,大致猜測出這是一個什麼工程,仔細地想了想道:「這種特高壓直流設備對絕緣要求很高,尤其是頻率很高后,採用快速整流二極管,能提供多少耐壓等級的器件?」
這都能考慮到,張政心裏嘆服,眼前的少年人工程開發經驗絕對豐富,道:「之前我們都考慮相對低頻工況,按照你所說的頻率,這種二極管怕是耐壓不高,大約20kv的耐壓沒問題,如此一來,升壓變壓器的升壓側就需要分成十幾個繞組,這恐怕也不穩定吧?」
「為什麼要分繞組?」劉晨很奇怪地看着他,「你們能提供這種耐壓等級就足夠了。」
張政臉上一紅,聲音小了很多,他最近被一會人擠兌批評都有點自卑了
第242章這章很難懂