Jul/02/2024

Elevata flessibilità anche con prestazioni da megawatt

Diversi megawatt di e-power con alimentatori compatti programmabili – impensabili solo pochi anni fa – ma già oggi all'avanguardia! I rapidi progressi nell’elettronica di potenza e nella tecnologia delle batterie stanno rendendo possibile lo spostamento dell’energia elettrica in aree di applicazione tradizionalmente riservate ai combustibili fossili a causa dei loro elevati livelli di potenza.

Oggi gli autobus elettrici e gli autocarri elettrici viaggiano già silenziosamente attraverso le città, le navi passeggeri e soprattutto i traghetti hanno scoperto la propulsione elettrica grazie alla sua ottima controllabilità e ai rapidi tempi di risposta, le macchine edili e anche gli aerei più piccoli stanno sfruttando l’elevata densità di potenza e l’eccellente efficienza. Lo sviluppo di questi sistemi richiede sia simulazioni complete che sofisticati metodi di prova per garantire che tali sistemi di azionamento possano soddisfare le qualifiche richieste nella pratica. L'architettura della famiglia di prodotti G5 di REGATRON fornisce agli utenti un sistema di alimentazione che può essere preconfigurato su due livelli:

  • Livello 1 di gruppi di potenza da 216 kW o 324 kW, composti internamente da singoli moduli di potenza G5 da 54 kW ciascuno
  • Livello 2 di sistema complessivo con unità di potenza liberamente configurabili fino a 6 MW di potenza di sistema

Con questa architettura di sistema, ad esempio, è possibile coprire una gamma di tensioni di carico da 500 V a 3000 V a piena potenza!

 

Un esempio realizzato

L'impianto di un nostro cliente, attualmente in fase di collaudo finale, è composto da un totale di nove generatori da 324 kW ciascuno, che possono essere utilizzati come sistema con una potenza fino a 2916 kW. Le unità di potenza contengono sei unità base G5 da 54 kW / 1500 V / 108 A ciascuna. Questi possono essere configurati internamente in parallelo a 324 kW / 1500 V / 648 A o in collegamento a matrice a 324 kW / 3000 V / 324 A e costituiscono il primo livello del sistema. Il risultato è il seguente diagramma corrente/tensione:

Diagramma corrente e tensione

Legenda: Diagramma corrente/tensione di una parte di potenza da 324 kW con diversa preconfigurazione "rosso" e "giallo"

 

Il secondo livello è formato dall'interconnessione delle unità di potenza per formare un sistema completo. Il nostro cliente ha scelto qui il collegamento in parallelo, il che significa che con la preconfigurazione a 1500 V sono disponibili correnti da 5832 A a 1944 A. Con una preconfigurazione a 3000 V, la gamma di corrente va da 2916 A fino a 972 A. Esiste un'opzione di espansione per questo sistema fino a 6 MW.

Vista generale del sistemaSistema con controllo HMI

 

 

Preoccupazioni per la complessità?

Gli obiettivi più importanti nello sviluppo di sistemi così potenti sono:

  • Mantenimento di un'eccellente dinamica di controllo rispetto ai singoli moduli
  • Caratteristiche di sicurezza del sistema senza compromessi in conformità con gli standard pertinenti
  • Gestione e funzionamento del sistema centralizzati semplici e di facile comprensione

In pratica ciò significa che le singole unità di potenza vengono alimentate e i circuiti di sicurezza vengono attivati tramite un'unità master centrale. Ciò consente di controllare il sistema in loco o I
da remoto tramite le varie interfacce di programmazione come API, CANmp, EtherCATSCPI o utilizzando i prodotti software Regatron. Il bus di comunicazione ad alta velocità garantisce che tutti i dati rilevanti vengano gestiti senza ritardi. L'uso pratico ha dimostrato che sia i valori operativi dinamici che quelli statici di un'unità di potenza G5 da 54 kW possono essere aumentati fino alla gamma dei MW mostrando una dinamica quasi identica.

 

Misura della ricarica
 
 

Legenda: Gli alimentatori G5 offrono le stesse prestazioni per i singoli apparecchi da 54 kW fino ai sistemi nella gamma dei megawatt più piccoli! La misurazione qui mostrata mostra una ricarica da +1,2 MW a -1,2 MW in meno di 10 μs! La parametrizzazione dei parametri del regolatore e dei tempi di rampa consente all'utente di adattare il tempo di salita e la risposta transitoria alle esigenze della prova.

 

Scelta delle unità di potenza

L'intervallo di tensione/corrente può essere selezionato in base alla classe di tensione dell'unità base da 54 kW e al tipo di collegamento. Con il collegamento in parallelo delle unità di potenza compatte da 216 o 324 kW è possibile selezionare la potenza del sistema ottimale.

Selezione della centralina da 216 kW 

Selezione della centralina da 324 kW

 

Alimentatori REGATRON: versatili – affidabili – intelligenti

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