Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: Роб Фелт, штат Джорджия. Профессор Джорджии Лукас Грабер и его коллега Чанеп Парк изучают плазму вокруг материалов, для оценки возможности их использования в улучшенных автоматических выключателях постоянного тока. Низкоэнергетическая аргоновая плазма создает фиолетовый цвет
Фото: Роб Фелт, штат Джорджия. Профессор Джорджии Лукас Грабер и его коллега Чанеп Парк изучают плазму вокруг материалов, для оценки возможности их использования в улучшенных автоматических выключателях постоянного тока. Низкоэнергетическая аргоновая плазма создает фиолетовый цвет

Гибридные автоматические выключатели постоянного тока

Оборудование и материалы

Опубликовано: 01.11.2019

Обновлено: 04.05.2020

 1229

Гибридный автоматический выключатель будет использовать стопки очень больших транзисторов для отключения постоянного тока

Постоянный ток питает фонарики, смартфоны и электромобили, но основные потребители электроэнергии зависят от переменного тока, который включается и выключается 50 или 60 раз в секунду. Благодаря, например, таким свойствам, что переменный ток легко отключить, когда возникает проблема, например, падение дерева на линии электропередачи.

Постоянный ток имеет свои преимущества перед своим чередующимся родственником, среди которых более высокая эффективность и способность переносить больше энергии на большие расстояния. Это может быть полезным тогда, когда, например, ветряные электростанции в полях производят электроэнергию, которую необходимо доставить в населенные пункты. А будущие электрические самолеты и корабли, скорее всего, будут оснащены системами постоянного тока высокой плотности.

Переменный ток можно отключить, когда синусоидальная волна достигает нуля в течение цикла. Это основа выключателей, которые защищают современные энергосистемы повсюду, от подстанций до домашних установок. Без этих чередующихся циклов постоянный ток не имеет подходящего времени для отключения питания.

Новая технология, может помочь решить эту проблему, используя инновации в силовой электронике, пьезоэлектрических приводах и новых изоляционных материалах, позволяющих создать силовые выключатели постоянного тока. Исследователи из Технологического института штата Джорджия и Университета штата Флорида (FSU) ожидают, что скорость переключения выключателя будет в десять раз выше, чем у существующего на сегодняшний день оборудования. Они собираются коммерциализировать эту технологию через консорциум отраслевых партнеров.

«Переход от переменного тока к постоянному, который уже происходит, откроет новую парадигму для эффективного и контролируемого управления питанием в будущих электрических системах и военных платформах». «Это станет возможным благодаря удивительным событиям, произошедшим за последние два десятилетия в области силовой электроники».

Гибридный автоматический выключатель будет использовать стопки очень больших транзисторов для отключения постоянного тока. Полупроводники менее эффективны при пропускании тока, чем обычные механические переключатели, поэтому в обычных условиях ток будет протекать через последние. Но когда питание необходимо будет отключить, ток будет кратковременно направляться через силовую электронику до переключения механических выключателей.

В обычной бытовой электронике транзисторы слишком малы, они рассчитаны всего на несколько вольт. Транзисторы, которые будут использоваться при коммутации постоянного тока, имеют гораздо больший размер - квадратный сантиметр - и десятки или сотни из них будут объединены последовательно или параллельно, чтобы обеспечить достаточную емкость для переключения тысяч вольт.

После того, как ток будет перенаправлен на твердотельные транзисторы, пьезоэлектрические приводы быстро разъединят контакты в механических переключателях, прежде чем ток станет слишком высоким. После разделения ток, идущий через транзисторы, можно будет отключить.

«Необходима очень высокая скорость, чтобы разъединить контакты в течение 250 микросекунд и полностью отключить ток в течение 500 микросекунд. По этой причине нельзя использовать подпружиненные или гидравлические приводы, общие для автоматических выключателей. Устройства, основанные на пьезоэлектрическом эффекте, смогут справиться с этим».

Тестирования будут проводиться на специальной установке мощностью пять мегаватт в течение трех лет, в сотрудничестве с командой промышленников, которые в конечном итоге переведут опытные автоматические выключатели постоянного тока в коммерческое использование.

 

Источник: Georgia Institute of Technology

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Геотермальные тепловые насосы, виды и применение

Геотермальные тепловые насосы, виды и применение

Обновлено: 04.01.2020
 797
Инфракрасные обогреватели для обогрева помещений

Инфракрасные обогреватели для обогрева помещений

Обновлено: 25.07.2021
 914
Применение экономайзера для увеличения КПД энергосистемы

Применение экономайзера для увеличения КПД энергосистемы

Обновлено: 25.07.2021
 1552

Комментарии ()

    Написать комментарий

    Недавние публикации

    Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

    Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

    Обновлено: 26.07.2022  636
    Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

    Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

    Обновлено: 21.04.2022  640
    Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

    Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

    Обновлено: 07.05.2022  606

    Популярные категории

    • Новости, обзоры, события113
    • Ядерная энергетика6
    • Исследования40
    • Природные ресурсы, экология и строительство91
    • Твердотопливные котлы и печи, камины34

    Разместить статью

    Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

    Ссылки:

    • Контакты
    • Разместить статью
    • Конфиденциальность
    VK Telegram

    © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

    Отправить сообщение об ошибке?

    Ошибка:
    Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.