Существует множество приложений в различных отраслях промышленности, где требуется обеспечение питания как переменного, так и постоянного тока. Как правило, это означает, что клиенты должны приобретать отдельные системы питания от разных поставщиков в комплекте с отдельными резервными системами.
В других приложениях с высокой плотностью мощности, таких как центры обработки данных, операторы стремятся быть как можно более энергоэффективными и переходят от систем питания переменного тока к системам питания постоянного тока, что приводит к необходимости в обоих типах питания.
В этих приложениях клиенты хотят иметь меньшую занимаемую площадь и высокую эффективность системы питания, что делает удельную мощность критическим вопросом. В течение многих лет производители энергосистем реагировали на эту потребность, постепенно повышая эффективность преобразования энергии в своих собственных системах переменного и постоянного тока. Новый стандарт эффективности составляет 96%, установленный Eltek в 2008 году с дебютом системы Flatpack2 HE.
Это во многом способствовало созданию более компактных и надежных энергосистем, но клиентам по-прежнему приходилось управлять отдельными системами питания и резервного копирования.
Теперь есть более революционный способ удовлетворить растущие потребности в электроэнергии для этих приложений: Rectiverter — революционная система питания, которая сочетает в себе выпрямитель, инвертор и статический переключатель. Все это вписывается в текущую полку питания Flatpack2, но заменяет несколько отдельных систем, которым требуется несколько систем мониторинга.
Rectiverter, возможно, представляет собой одну из крупнейших разработок в области силовой электроники за многие годы и предлагает новый уровень простоты конструкции, гибкости и экономической эффективности.
Как разрабатывались силовые модули нового типа
Rectiverter появился совершенно случайно. Нильс Бекман, менеджер по исследованиям и разработкам Eltek в Стокгольме, делится историей о том, как перед его командой была поставлена задача разработать высокоэффективный инвертор. Во время работы над этой задачей один из его инженеров поделился своей идеей для Rectiverter, которая сместила фокус всей команды, и, следуя этой идее, в течение нескольких недель у них был рабочий прототип.
Они разработали модуль с одним входным портом переменного тока, одним выходным портом переменного тока и одним двунаправленным портом постоянного тока, который может принимать входную мощность от батареи, заряжать батарею, а также обеспечивать выходную мощность для нагрузки. При нормальной работе модуль Rectiverter обеспечивает выходную мощность переменного и постоянного тока до 2000 Вт. Входная мощность переменного тока сначала выпрямляется, а затем направляется либо на инвертор для обратного преобразования в мощность переменного тока, либо на преобразователь постоянного тока для преобразования в соответствующий выходной сигнал для нагрузки и батарей.
Первый доступный модуль Rectiverter обеспечивает мощность 1500 ВА при 230 В переменного тока и 1200 Вт при 48 В постоянного тока. Общая мощность модуля составляет 2000 ВА (комбинированная мощность переменного и постоянного тока). Модуль достигает КПД >96% при работе в режиме сети (AC-AC и AC-DC) или КПД >94% при работе в инверторном режиме (DC-AC). Системы Rectiverter доступны как однофазные или трехфазные, входные и выходные.
Двунаправленность - ключевой прорыв
Идея, которая привела к появлению Rectiverter, заключалась в концепции двунаправленного потока энергии между тремя функциями внутри модуля. Эта возможность означает, что он может управлять процессом преобразования в обратном и прямом режимах, а также может мгновенно переключаться между любым режимом работы.
Таким образом, модуль может одновременно обеспечивать выходы переменного и постоянного тока, работая с одним входом и одной резервной аккумуляторной установкой. В случае сбоя в сети резервное питание плавно включается, а поток мощности от порта постоянного тока реверсируется и подается через инвертор для поддержания нагрузки переменного тока, в то время как нагрузка постоянного тока питается напрямую от батарей.
От модуля к системе
Двойные выходы мощности Rectiverter обеспечивают исключительную гибкость питания в смешанных средах переменного и постоянного тока. Система может быть сконфигурирована для любой комбинации уровней мощности (в пределах выходной мощности Rectiverter). Это может сэкономить много места во многих приложениях и в конечном итоге снизить стоимость системы питания и текущие расходы на управление системой питания.
Хотя у Rectiverter есть много рынков, на которых он может повысить ценность, некоторые из первоначальных применений включают:
Телекоммуникации: в большинстве мест телекоммуникационных сетей требуется питание как переменным, так и постоянным током с резервным аккумулятором, чтобы соответствовать законам, направленным на поддержание телефонной связи при отключении питания. Решением в большинстве случаев является установка отдельных систем постоянного тока либо с инверторами, либо с отдельными ИБП переменного тока. Это особенно актуально для беспроводных приложений и даже новых приложений для небольших сот и удаленных радиоголовок, где пространство ограничено, но некоторые ключевые элементы оборудования работают на переменном токе. В этих телекоммуникационных приложениях Rectiverter дешевле в покупке и эксплуатации по сравнению с отдельными системами и предлагает унифицированное управление для упрощения мониторинга энергосистемы.
Железная дорога и метро: В современной железнодорожной системе есть много приложений, где требуется переменный и постоянный ток. Одним из уникальных железнодорожных приложений является железнодорожный переезд, где энергосистемы должны включать резервную батарею большой емкости для питания переезда во время длительного отключения электроэнергии. Большая часть оборудования в этих местах работает от сети переменного тока, но батареи необходимо заряжать от системы постоянного тока. Системное резервирование Rectiverter очень привлекательно в этом приложении, поскольку он может обеспечить резервирование N+1 по сравнению с текущей альтернативой монолитных ИБП, которая обеспечивает резервирование только 1+1. Здесь Rectiverter обеспечивает упрощение системы, повышенную надежность и снижение совокупной стоимости владения.
Энергетика. В этой отрасли существует множество приложений, включая распределительные устройства, связь, безопасность и аварийное оборудование, а также оборудование автоматизации, где требуется сочетание различных типов электроэнергии и уровней напряжения. В этих приложениях система Rectiverter значительно снижает сложность и обеспечивает новый уровень гибкости для выходной мощности переменного и постоянного тока. Комбинируя Rectiverter с другими преобразователями постоянного тока в одном шасси, можно построить единую систему для этих приложений, которая будет управляться одним системным контроллером.
Морское и оффшорное оборудование: В морских приложениях большое значение имеет пространство, поэтому высокая плотность мощности и комбинированные возможности выходного сигнала переменного/постоянного тока Rectiverter очень важны. Корабль можно оснастить по-разному для каждого рейса; с модульной системой Rectiverter нагрузка может быть увеличена за счет горячей замены установки новых модулей. Это сопоставимо с традиционными моноблочными ИБП, которые не являются постепенно масштабируемыми — вся система должна быть продублирована или заменена заменой с более высокой выходной мощностью. Еще одним преимуществом для приложений с ограниченным пространством является то, что резервирование Rectiverter касается только модулей, а не всей сменной полки питания.
Рективертер меняет индустрию
Как показывают эти примеры, Rectiverter — это действительно революционный новый продукт для энергетической отрасли. Используя возможность двунаправленного потока энергии, Rectiverter обеспечивает новую гибкость, простоту конструкции и более низкую стоимость для современных приложений. Но будущее влияние технологии двунаправленного питания можно представить только сейчас с точки зрения будущих систем, которые оптимизируют поток энергии и ее хранение, чтобы способствовать более разумному и эффективному распределению энергии.
