洛桑联邦理工学院的研究人员已经研制出一个小巧高效的中频变压器。
其设备将提高未来智能电网和直流配电网的灵活性和效率。
这个由洛桑联邦理工学院制造的原型已经经过彻底的测试,并在一些针对学术界和工业界专家的教程中被引入。
全世界的电网在交流电的作用下已经有100多年了。
但随着电力电子技术的发展,直流电重新受到人们的青睐,并已成为新的规范。
如今,我们大部分电器,比如计算机, led和电动车都采用直流电供电。
电池片和光电板也会产生直流电流。
虽然 HVDC是远距离传输电力的一种有效和可靠的方式,但是它仍需要传统的交流网来实现互联。
若有一天我们能实现直流电网,从而推广智能电网的概念,这方面还需要进一步的技术进步。
这一转变需要灵活、高效和高性能的电力电子转换设备,即通常所说的固态变压器(SST)。
EPFL SST分解图开关电源可根据应用要求(即ac-ac,ac-dc,dc-dc,dc-ac)进行电力转换。
这样的话,他们就像一把多用途的瑞士军刀。
在这里, EPFL的研究人员进入了工程学院电力电子实验室(PEL)。
在 sst的关键使能技术之一——中频变压器(mft)的优化设计中,他们开发了一种方法。
研究者设计、优化和制作了一台 MFT样机,其额定功率为100 kW,工作频率为10 kHz。
经严格测试,它成为了技术指导的基础,其中一些已经提供给来自学术界和工业界的各种专家。
电网可控性“绝对可以控制。
”Malcolorovich解释说。
设计这种装置的人之一 Malcolorovich说,“我们可以非常灵活地快速改变电力流,我们可以非常有效地将可再生能源融入未来的智能电网中。
”频率越高,MFT越小另外一个优点是设备较小:“在交流系统中,变压器的工作频率依赖于周围电网的频率。
而在欧洲,这种频率固定在50赫兹,”佩尔的主管 DelazanDujik解释说。
因为频率无法改变,所以无法小型化。
但是,在直流系统中,由于电力电子技术的发展,变压器在变流器中工作的频率最高可达数万赫兹。
机频越高,设备越紧凑。
Mogorovic说,从效率和整合性两方面来看,缩小这些变压器的尺寸对牵引系统尤其有用:“一台较轻的机车消耗更少的能量。
”该装置是一种从铁路线路交流电到牵引/推进链直流电的转换装置。
瑞士铁路网络运行频率为16.7 Hz,到目前为止,这已经转变成了机车内部相当大的变压器。
但与此同时,小型化对工程师们来说却是一项真正的挑战,他们必须应对许多跨学科的限制,包括热,电,磁。
EPFL的研究者们开发了一套复杂而快速的模型,能够快速地产生数百万的设计。
这样就可以根据用户希望获得的性能来选择最好的设计。
由于安全和与功能有关的问题经常发生,因此,我们在实验室里制造这类变压器是一项重要的工作,” Dujic解释说,我们试图使它正常工作。
它对于该领域的专家非常重要。