Apakah peranan diod dalam sistem bekalan kuasa angin yang diedarkan?

1, litar pembetulan: Mencapai penukaran yang cekap dari AC ke DC
Salah satu fungsi teras sistem bekalan kuasa angin yang diedarkan adalah untuk menukar output kuasa AC oleh turbin angin ke dalam kuasa DC untuk penyimpanan bateri atau pemacu langsung beban DC. Diod ini membentuk jambatan penerus yang tidak terkawal dalam proses ini, mencapai "pembetulan gelombang penuh" kuasa AC melalui kekonduksian unidirectional, menukar isyarat AC separuh kitaran positif dan negatif ke dalam kuasa DC yang berdenyut secara tidak sengaja.

Kelebihan Teknikal:

Struktur yang mudah dan boleh dipercayai: Tiga - Diode Diode Jambatan Rectifier yang tidak terkawal hanya memerlukan 6 diod, tanpa memerlukan litar kawalan kompleks, dan mempunyai kadar kegagalan yang rendah. Sebagai contoh, diod MUR60120 Fuji (menahan voltan 1200V, nilai semasa 60A) digunakan secara meluas dalam turbin angin kecil dan sederhana -, dengan penurunan voltan pengaliran hanya 0.7V dan kecekapan pembetulan 98.5% dalam sistem tahap 10kW.
Kos yang ketara - keberkesanan: Berbanding dengan litar penerus yang dikawal yang terdiri daripada IGBT atau MOSFET, kos jambatan penerus diod dikurangkan lebih daripada 60%, dan tidak ada keperluan untuk memandu litar dan reka bentuk pelesapan haba, dengan ketara mengurangkan pelaburan awal sistem.
Menyesuaikan diri dengan persekitaran yang keras: Diod boleh beroperasi dengan stabil dalam julat suhu -40 darjah hingga 150 darjah, menahan suhu tinggi, habuk dan getaran dalam senario penjanaan kuasa angin, dan mempunyai jangka hayat lebih dari 20 tahun.
Kes Kejuruteraan:
Ladang angin luar pesisir menggunakan injap penerus diode untuk menggantikan injap tradisional modular multi - (MMC). Di bawah kapasiti penghantaran yang sama, stesen penukar telah mengurangkan jumlah sebanyak 80%, berat sebanyak 65%, dan masa pemasangan sebanyak 20%. Alasan teras adalah bahawa injap penerus diod tidak perlu mengawal secara bebas setiap submodul, mengurangkan kebarangkalian kegagalan sebanyak 90%, dan mengurangkan kerugian pengaliran sebanyak 20% berbanding MMC, mengakibatkan peningkatan 3.2% dalam kecekapan sistem.

2, Perlindungan Sambungan Anti Reverse: Membina barisan pertahanan pertama untuk keselamatan sistem
Antara muka pengecasan sistem bekalan kuasa angin yang diedarkan perlu bersesuaian dengan pelbagai input kuasa (seperti kuasa utama, penjana diesel, dan bateri). Sekiranya pengguna secara tidak sengaja membalikkan polariti bekalan kuasa, ia boleh menyebabkan kapasitor dalaman, MOSFET, dan komponen lain pengawal untuk dibakar. Dengan menghubungkan diod dalam siri pada input kuasa, kos rendah - dan litar perlindungan anti terbalik yang sangat dipercayai boleh dibina.

Mata Reka Bentuk:

Pengoptimuman penurunan voltan pengaliran ke hadapan: Diod Schottky (seperti MBR1045CT) mempunyai penurunan voltan ke hadapan hanya 0.3V, dan dalam pengawal tahap 5kW, akaun kerugian pengaliran kurang daripada 0.6%, jauh lebih rendah daripada diod silikon tradisional (0.7V).
Kawalan semasa kebocoran terbalik: ID Ideal ID (seperti LTC4412) boleh menindas arus kebocoran terbalik ke bawah 1 μ A, mengelakkan kemerosotan kapasiti bateri disebabkan oleh kebocoran semasa dalam mod siap sedia.
Surge semasa penindasan: Dengan menghubungkan termistor NTC selari dengan diod, arus lonjakan pada masa kuasa boleh dibatasi, melindungi kapasitor hiliran. Sebagai contoh, satu sistem penyimpanan tenaga yang disusun menggunakan skema komposit "Schottky Diode+NTC Thermistor". Dalam ujian sambungan terbalik, arus terbalik adalah terhad kepada dalam 10mA, dan sistem tidak rosak.
Analisis Mod Kegagalan:
Dalam kes penyelenggaraan pengawal kuasa angin, disebabkan kekurangan perlindungan anti terbalik, pengguna tersilap menghubungkan bekalan kuasa, mengakibatkan letupan kapasitor input. Pelan penambahbaikan - mengamalkan litar komposit "Schottky Diode+Self Recovering Fuse", yang memotong diod dan mencairkan fius apabila diterbalikkan, sepenuhnya mengasingkan kesalahan dan mengurangkan kos penyelenggaraan sebanyak 80%.

3, Kawalan Laluan Pemulihan Tenaga: Mengoptimumkan Pengurusan Kuasa Perintang Brek
Apabila kelajuan angin melebihi nilai yang diberi nilai, turbin angin perlu mengambil tenaga yang berlebihan melalui kawalan padang atau perintang brek. Sekiranya litar perintang brek tidak direka dengan betul, arus terbalik boleh mengalir ke dalam pengawal melalui diod badan IGBT, menyebabkan terlalu panas komponen. Diod boleh membina laluan pemulihan tenaga bebas, memastikan bahawa arus brek hanya dikeluarkan melalui perintang.

Aplikasi biasa:

Diode Freewheeling Circuit Buck: Dalam litar dc/dc buck, diod freewheeling (seperti 1N5819WS) menyediakan laluan pelepasan untuk penyimpanan tenaga induktif, mengelakkan penjanaan tinggi - daya belakang voltan belakang apabila IGBT dimatikan. Menurut data ujian sebenar, kenaikan suhu perintang brek menggunakan skim ini menurun dari 120 darjah ke 85 darjah, dan kecekapan sistem meningkat sebanyak 3.2%.
Boost Circuit Anti Backflow Diode: Dalam litar rangsangan, diod (seperti MBR20100CT) menghalang voltan output dari aliran balik ke terminal input, melindungi komponen sisi voltan - yang rendah. Sebagai contoh, selepas jenama penyongsang kuasa angin 5kW mengamalkan skim ini, hayat perkhidmatan perintang brek dilanjutkan sebanyak tiga kali, dan kitaran penyelenggaraan dilanjutkan dari 6 bulan hingga 18 bulan.
4, Permohonan Bahan Baru: Silicon Carbide Diode Drive Drive System Upgrade
Dengan kematangan diod silikon karbida (sic), pemulihan caj sifar sifar (QRR ≈ 0) dan ciri -ciri rintangan suhu tinggi (200 darjah) mempercepatkan penggantian silikon - diod berasaskan dalam bidang bekalan kuasa angin yang diedarkan. Sebagai contoh, diod C3D10060A SIC Schottky Cree mengurangkan kerugian pengaliran sebanyak 75% berbanding diod silikon di bawah keadaan 100A/600V, dengan kehilangan pemulihan terbalik menghampiri sifar.

Senario Aplikasi:

Kekerapan tinggi DC/DC Converter: Diod SIC boleh meningkatkan kekerapan beralih ke lebih 200kHz, dengan ketara mengurangkan saiz induktor dan kapasitor. Selepas mengadopsi diod SIC dalam penyongsang angin 10kW jenama tertentu, jumlahnya dikurangkan sebanyak 40%, beratnya dikurangkan sebanyak 30%, dan ketumpatan kuasa meningkat kepada 5kW/kg.
Penukar kekerapan voltan sederhana: Dalam penukar kuasa angin 10kV, diod SIC dapat mengurangkan bilangan cascades dan kerumitan sistem yang lebih rendah. Siemens menggunakan topologi jambatan H - dengan SIC diod untuk mencapai output 9-level, tiga kali ganda kekerapan penukaran bersamaan, mengurangkan herotan harmonik ke bawah 1.5%, dan mengurangkan jumlah penapis sebanyak 40%.