محول تغيير المرحلة

أولا - مبدأ العمل
محول التحول المرحلي هو محول طاقة متخصص متعدد الملفوفات يعمل على قانون التحريض الكهرومغناطيسي. من خلال استخدام تكوينات اتصال ملفوفة محددة - مثل ترتيبات التحول المرحلي المتعددة الأقسام أو الدلتا الممتدة - فإنه يقدم زوايا تحول مرحلية دقيقة ومحددة مسبقا بين مجموعات الجهد الخارجي الثانوية. في حين تحافظ شبكة المرافق القياسية على فرق مرحلة ثابت 0 درجة، فإن محول التحول المرحلي يولد مجموعات متعددة من الجهد المتغير مع زوايا مرحلة متدرجة.
في أنظمة محرك التردد المتغير عالية الجهد (VFD) وأنظمة التصحيح عالية الطاقة ، توفر هذه الجهدات الثانوية المتحولة المرحلة جسور تصحيح متعددة لتحقيق تصحيح متعدد النبضات. من خلال تداخل أشكال الموجات النبضية المتعددة المشردة في المراحل ، يتم إلغاء التيارات الهرمونية على جانب المدخلات الأولية بشكل متبادل ، مما يخفف بشكل كبير من تلوث الهرمونية للشبكة وتحسين عامل طاقة المدخلات.

ثانياً. خصائص الأداء الرئيسية

المزايا الرئيسية:

قمع التناغم المتفوق: بالاستفادة من تصحيح التحول المرحلي متعدد النبضات ، فإنه يزيل بشكل فعال التناغمات المميزة (مثل الخامس والسابع والحادي عشر والثالث عشر) دون الحاجة إلى مرشحات سلبية ضخمة وعالية السعة ، مما يحسن بشكل كبير من جودة الطاقة الشبكة وفقًا لمعايير IEEE 519.

التوافق مع تحويل الطاقة العالية: يستوعب بسلاسة طوبولوجيات التصحيح 12 نبضًا أو 18 نبضًا أو 24 نبضًا أو أعلى ، مع قدرات وحدة واحدة تتراوح بين مئات إلى عدة آلاف كيلوفولت.

تشغيل الشبكة المثلى: يخفف بفعالية من ارتفاعات الطاقة التفاعلية ، مما يقلل من الخسائر الحرارية الإضافية والشيخوخة الناجمة عن تصحيح المعدات على محولات التوزيع وأجهزة التبديل في المصب.

التكامل العالي: يتميز بتخطيط مدمج يسمح بتكامل الخزانة بسلاسة مع خلايا الطاقة العادلة عالية التردد أو مكونات التصحيح ، مما يضمن استقرار تشغيلي عالي وموثوقية.

القيود المتأصلة:

التصنيع المعقد: وجود لفائف ثانوية متعددة وهندسة زاوية مرحلة معقدة تجعل التصميم والتصنيع أكثر تطلباً بكثير من محولات التوزيع القياسية ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف رأس المال الأولي.

العزل الصارم والقيود الأبعاد: تتطلب سلاسل التلف المتعددة وترتيبات الصنبور المعقدة تصميم عزل صارم ، مما يؤدي إلى بصمة أكبر ووزن إجمالي ثقيل.

كفاءة تعتمد على الحمل: تم تحسينها للإلغاء التناغمي في ظل ظروف مصنفة؛ قد يتدهور أداء التخفيف التناغمي عندما يعمل النظام تحت حالات حمولة خفيفة طويلة أو بدون حمولة.

ثالثا - سيناريوهات التطبيق

أنظمة محرك التردد المتغير عالي الجهد (VFD): تعمل كمحول تصحيح إلزامي لتحول المرحلة لأجهزة محرك التردد المتغير عالية الجهد (مثل محولات جسر H متعددة المستويات المتسلسلة) التي تقود رافعات المناجم والمروحة الصناعية الكبيرة ومضخات تغذية الغلايات والمطاحون المتداولة.

مصادر الطاقة العالية الطاقة الصناعية DC: تستخدم في كهرباء الألومنيوم، والطلاء الكهربائي، وإنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق كهرباء المياه، وصهر المعادن DC، ومعدات اختبار تخزين الطاقة البطارية على نطاق واسع.

النقل بالسكك الحديدية والآلات الثقيلة: تشغيل وحدات المحولات الثقيلة لأجهزة أنفاق الدرع (TBMs) وأنظمة تصحيح محطات الجر الفرعية.

الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة: وحدات التصحيح الأمامية لأنظمة تحويل الطاقة لتخزين الطاقة (PCS) التي تشكل شبكة الطاقة العالية والمحولات الشمسية الضوئية المركزية.

التدفئة الصناعية والمعادن: تغذية أفران القوس الكهربائي الصناعية على نطاق واسع (EAFs) ومصادر الطاقة التدفئة الاستقرائية المتوسطة التردد.

القيمة الهندسية الأساسية لمحول تغيير المرحلة تكمن في تحقيق تصحيح متعدد النبضات من خلال التشريح المرحلي المكاني لقمع الهرمونيكات في المصدر. وهو يقف كمعدات مساعدة أساسية لا غنى عنها لأنظمة التحويل والقيادة AC-DC الكهربائية عالية الطاقة الحديثة.

ضمان الجودة والعملية الأساسية:

1. فولاذ كهربائي موجه نحو الحبوب عالية النفاذ

نحن نستخدم فولاذ كهربائي موجه نحو الحبوب (HPGO) عالي النفاذ Hi-B - نفس الدرجة المحددة من قبل TBEA و CHINT - كمادة جوهر المحول ، مع سماك اسمية قياسية من0.23 mm و 0.27 mm . يتم تصنيع التصفيحات الأساسية باستخدام معدات القطع عالية الدقة لضمانارتفاع الحفر من ≤0.02 mmوتتضمن الجمعيةدقة خطوة-حلقة هيكل التصفيح، والحفاظ على ضغط التشديد المثالي دون إعطاء ضغط ميكانيكي مفرط على الصلب الكهربائي ، والجمع بين خصائص الصلب عالية B مع كثافة تدفق مغناطيسي محسنة.

2. موصلات لف عالية التوصيل ومجموعة لفائف النواة

يتم اختيار موصلات النحاس أو الألومنيوم الكهربائية عالية التوصيل بناءً على قدرة المحول وفئة الجهد ومتطلبات الخسارة. تخضع المواد الواردة لفحوصات جودة صارمة للأبعاد والمقاومة الكهربائية وجودة السطح والتتبع. خلال عملية التلف ، يتم التحكم بدقة في توتر الموصل وارتفاع التلف وعزل الطبقة وموقع الموصل لضمان اتساق المقاومة والاستقرار الميكانيكي ، وبالتالي تقليل خسائر الحمل وارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل.

خلال تجميع الجزء النشط من لفائف النواة ، يتم التحكم بدقة في ارتفاع لفائف ، وقوة التشديد المحورية ، والدعم الشعاعي ، وموقع كتلة المسافة. التشديد الميكانيكي المناسب يمنع نزوح الملف أثناء النقل والتشغيل العادي وظروف الدوائر القصيرة. في الوقت نفسه ، يتم تنظيم قوى التشديد بشكل صارم لتجنب الإجهاد المفرط على الموصلات ومواد العزل. تصميمنا الميكانيكي يحسب كل من القوى الكهرومغناطيسية الشعاعية والمحورية ، وحماية القدرة على تحمل الدوائر القصيرة والاستقرار الأبعاد على المدى الطويل.

3. نظام العزل المتقدم (غامر بالزيت والنوع الجاف)

بالنسبة للمحولات المغمورة بالزيت ، نستخدم مواد عزل عالية الجودة ، بما في ذلك ورق كرافت ، ورق ترقية حرارية ، لوحة ضغط ، ولوحة مغلفة ذات درجة المحول. بالنسبة للمحولات الجافة ، نستخدم أنظمة DMD ، NMN ، Nomex ، الألياف الزجاجية ، وأنظمة الراتنج الإيبوكسي. يتم تنظيم سمك العزل وعرض التداخل وأبعاد قناة الزيت والفراغات الكهربائية والموقع الميكانيكي بشكل صارم. يتم تخزين جميع مواد العزل في ظروف خاضعة للتحكم في المناخ لتقليل امتصاص الرطوبة والتلوث ، وضمان قوة عازلة مستقرة وموثوقية العزل على المدى الطويل.

4. تجفيف الفراغ المتحكم

نحن نطبق منحنى تجفيف مسيطر عليه ينظمه درجة الحرارة ومستوى الفراغ ومعلمات المدة ، بدلا من الاعتماد على أوقات الدورة الثابتة. وتشمل العملية مراحل التدفئة المسبقة والإخلاء والتجفيف الأولي والغمر النهائي، مع مراقبة درجة الحرارة والفراغ المستمرة والتسجيل. ويستند تحديد نقطة النهاية إلى معايير العملية المعتمدة وحدود الرطوبة. هذه العملية تقلل من الرطوبة المتبقية في عزل السليلوز ، وتعظيم القوة العازلة ، وتأخير شيخوخة العزل ، وتمديد عمر الخدمة الكلي.

5. فراغ الراتنج الإيبوكسي الصب

بالنسبة لمحولات النوع الجاف من الراتنج الصب ، نستخدم تكنولوجيا الصب بالفراغ المتحكم فيها. نسبة الراتنج إلى الصلبة، ودرجة حرارة المادة، ومستوى الفراغ، ووقت الخلط، وظروف صب، ودرجات حرارة التجفيف منظمة بشكل صارم. إزالة الغاز بالفراغ تقلل من الفراغات الصغيرة قبل صبها ، في حين يضمن التجفيف المسيطر عليه خصائص ميكانيكية وحرارية مستقرة. تخضع الملفات المنتهية لفحوصات بصرية وكهربائية شاملة، بما في ذلك اختبار التفريغ الجزئي الروتيني (PD). هذه العملية تزيل الفراغات الداخلية، وضمان أداء العزل الموثوق به طوال عمر خدمة المحول.

6. تنظيف التجميع والتحكم في عزم الدوران

يجري التجميع النهائي في بيئة خاضعة للسيطرة لتقليل التلوث من الغبار والجسيمات المعدنية والأجسام الغريبة. يتم فحص المكونات الحرجة للنظافة ودقة الأبعاد وحالة العزل. يتم التحكم بدقة في المساحات الكهربائية، وتوجيه الرصاص، واتصالات التأريض، والدعم الميكانيكي طوال التجميع. يتم تشديد المفاصل المسمارية الحرجة لقيم عزم الدوران المحددة باستخدام معدات معايرة وتسجيل بالكامل. قبل إغلاق الخزان أو الحاجز ، يضمن فحص داخلي شامل عدم بقاء أي أدوات أو أجزاء فضفاضة أو مواد أجنبية.

7. 100٪ اختبار روتيني المصنع

يخضع كل محول لاختبار روتيني بنسبة 100٪ قبل الإرسال ، ويتوافق مع معايير IEC المعمول بها والمواصفات التقنية المعتمدة ومتطلبات العملاء. وتشمل روتينات الاختبار القياسية مقاومة التيار المستمر ، ونسبة الجهد ، والتحقق من مجموعة المتجهات ، وفقدان الحمل والتيار ، وفقدان الحمل ومقاومة الدوائر القصيرة ، ومقاومة الجهد المطبق ، واختبارات مقاومة الجهد الزائد المحفز. يتم إجراء اختبارات خاصة - مثل التفريغ الجزئي (PD) ، عامل التبديد (tan δ) ، أو تحليل استجابة تردد المسح (SFRA) - عند الطلب. يتم تعيين رقم تسلسلي فريد لكل وحدة مرتبط بسجلات المواد وبيانات التصنيع وتقارير الاختبار النهائية، مما يضمن تعقبها من نهاية إلى نهاية.

شركة تحويل الشباب المحدودة