Dè a th’ ann an Dìon Undervoltage?

Is e inneal sàbhailteachd a th ’ann an dìon undervoltage a bhios gu fèin-ghluasadach a’ dì-cheangal uidheamachd dealain nuair a thuiteas bholtachd solair fo ìre shònraichte. Bidh an siostam dìon seo a’ cumail sùil leantainneach air ìrean bholtachd agus a’ cur casg air uidheamachd bho bhith ag obair fo chumhachan a dh’ fhaodadh cus teasachadh, lùghdachadh èifeachdas no milleadh maireannach adhbhrachadh.

Nuair a thuiteas bholtachd nas ìsle na ìrean obrachaidh dealbhaichte, bidh innealan dealain a’ freagairt ann an dòighean a dh’ fhaodadh am beatha a ghiorrachadh gu mòr. Bidh motaran agus cruth-atharraichean a’ tarraing barrachd sruth gus dìoladh a dhèanamh airson bholtachd nas ìsle, a’ gineadh cus teas a lughdaicheas insulation agus a luathaicheas fàilligeadh co-phàirteach. Faodaidh motair trì ìrean a tha a’ ruith aig 90% de bholtadh ìre àrdachadh àrdachadh gnàthach de 11% no barrachd, a’ cruthachadh cuideam teirmeach a bhios a’ fàs nas miosa thar ùine.

Tha am fiosaig air cùlaibh a 'mhillidh seo sìmplidh. Tha cumhachd (air a thomhas ann an watts) co-ionann ri bholtadh air iomadachadh le sruth. Nuair a thuiteas bholtachd ach feumaidh an uidheamachd fhathast an aon toradh cumhachd a lìbhrigeadh, feumaidh sruth àrdachadh gu co-rèireach. Bidh an sruth àrdaichte seo tro luchd-stiùiridh agus coilich a’ toirt a-mach teas a rèir a’ chàirdeis I²R-le bhith a’ dùblachadh an t-sruth ceithir-cheàrnach ri gineadh teas.

Am measg nan comharran cumanta undervoltage tha:

Luchd-atharrachaidh gann no cus luchdan aig àm àrd-iarrtas

Neo-sheasmhachd clèithe rè duilgheadasan siostam goireis

Loidhnichean tar-chuir fada le cus tuiteam bholtachd

Tòisichidh ioma-luchdan cumhachd àrd aig an aon àm

Mì-obair uidheamachd no droch cheanglaichean dealain

Undervoltage Protection

Bidh na h-innealan millteach ann an obrachadh bholtachd ìosal ag atharrachadh a rèir seòrsa uidheamachd ach tha iad a’ roinn pàtrain cumanta. Tha motaran inntrigidh a’ riochdachadh aon de na roinnean as so-leònte. Bidh na motaran sin a’ cumail suas riatanasan luchdan meacanaigeach ge bith dè an bholtadh solair a th’ ann, a’ toirt orra sruth nas àirde a tharraing a bhios a’ teasachadh lùban an stator. Tha dàta gnìomhachais a’ sealltainn gum faod gnìomhachd leantainneach aig bholtadh 85% dùil-beatha motair a lughdachadh 50% no barrachd.

Tha dùbhlain coltach ris aig compressors agus siostaman fuarachaidh. Lùghdaich aonadan fionnarachaidh-adhair a bha ag obair fo eòlas bholtachd le ìre comas fuarachaidh agus aig an aon àm a’ tarraing cus sruth. Bidh an motair compressor a ’strì ri eadar-dhealachaidhean cuideam a chumail suas, a’ leantainn gu cus teasachadh air an dà chuid lùban motair agus an inneal-fuarachaidh fhèin.

Bidh electronics le solar cumhachd riaghlaichte a’ nochdadh diofar mhodhan teip. Faodaidh mòran de riaghladairean suidse dìoladh a dhèanamh airson caochlaidhean bholtachd cuir a-steach, ach thig an dìoladh seo aig cosgais. Feumaidh na pàirtean aghaidh-a làimhseachadh le sruthan nas àirde, agus bidh na cuairtean suidse ag obair aig cearcallan dleastanais àrdaichte a chuireas cuideam air transistors agus capacitors.

Tha riaghladh bataraidh a’ riochdachadh aon de na tagraidhean as deatamaiche airson dìon undervoltage. Tha feum aig bataraidhean lithium-ion air smachd bholtachd mionaideach oir tha sgaoileadh fo na h-ìrean as ìsle ag adhbhrachadh atharrachaidhean ceimigeach nach gabh atharrachadh a lughdaicheas comas gu buan agus a chruthaicheas cunnartan sàbhailteachd.

Tha bholtadh ainmichte de 3.7V aig cealla ian lithium- àbhaisteach le bholtaids sgaoilidh sàbhailte as ìsle timcheall air 3.0V. Nuair a thuiteas bholtachd cealla fon ìre seo, tòisichidh grunn phròiseasan millteach. Faodaidh sgaoileadh copair bhon neach-cruinneachaidh sruth anod tachairt, a ’tasgadh copar meatailteach a dh’ fhaodadh cuairtean goirid a-staigh a chruthachadh. Bidh an còmhdach eadar-aghaidh electrolyte cruaidh (SEI) air an anod a ’fàs neo-sheasmhach agus faodaidh e fàs cus rè cosgais às deidh sin, ag ithe lithium gnìomhach agus a’ lughdachadh comas iomlan.

Bidh siostaman riaghlaidh bataraidh ùr-nodha (BMS) a’ cur an gnìomh grunn shreathan de dhìon undervoltage. Bidh a’ phrìomh chuairt dìon a’ cumail sùil leantainneach air gach bholtaids cealla, mar as trice a’ samplachadh aig ìrean eadar 100Hz agus 1kHz. Nuair a thig aon chealla sam bith faisg air an stairsneach bholtachd as ìsle-gu tric air a shuidheachadh le iomall sàbhailteachd 100-200mV - bidh am BMS a’ dol an gnìomh sa bhad.

Mar as trice tha ìrean freagairt dìon a’ toirt a-steach:

An toiseach, bidh am BMS a’ lughdachadh sruth sgaoilidh le bhith a’ cuingealachadh lìbhrigeadh cumhachd don luchd. Tha seo a’ toirt cothrom don chill as laige faighinn air ais beagan bho sag bholtachd air adhbhrachadh le strì an taobh a-staigh. Ma chumas bholtaids a’ dol sìos a dh’aindeoin lùghdachaidh an-dràsta, bidh am BMS a’ piobrachadh dì-cheangal iomlan le bhith a’ cleachdadh MOSFETs (raon meatailt leth-chonnsair-transistors buaidh) san t-slighe sgaoilidh. Faodaidh na suidsichean sin stad a chuir air sruth sruth taobh a-staigh microseconds.

Tha an dùbhlan le ceallan ian lithium domhainn a’ leudachadh nas fhaide na milleadh sa bhad. Faodaidh cealla fo 2.5V a dhol a-steach do mhodh dùnadh dìon far am bi a chuairt dìon a-staigh a’ fosgladh gu maireannach. Gus a leithid de bhataraidh fhaighinn air ais feumaidh uidheamachd agus modhan sònraichte nach urrainn dha mòran de chargairean àbhaisteach a thoirt seachad. Bidh cuid de luchd-saothrachaidh a’ dealbhadh shiostaman a dhiùltas bataraidhean a ghearradh le bholtadh crìochnachaidh nas ìsle na an stairsnich, gu h-èifeachdach a’ fàgail nach gabh am bataraidh a chleachdadh eadhon ged a dh’ fhaodadh na ceallan faighinn air ais gu teòiridheach.

Feumaidh cuairtean dìon bataraidh sàbhailteachd a chothromachadh an aghaidh cleachdadh. Suidhich an stairsneach undervoltage ro àrd, agus chan urrainn do luchd-cleachdaidh faighinn gu làn chomas a’ bhataraidh. Suidhich e ro ìosal, agus bidh ceallan ann an cunnart milleadh maireannach. Bidh teòthachd a’ dèanamh an àireamhachadh seo nas iom-fhillte tuilleadh-lithium-is urrainn ceallan ian sgaoileadh gu sàbhailte gu bholtaids nas ìsle aig teòthachd àrdaichte, ach le bhith a’ dèanamh sin aig teòthachd ìosal (fo 0 ceum) faodaidh sin plating lithium adhbhrachadh a chruthaicheas cunnartan sàbhailteachd.

Undervoltage Protection

Tha siostaman dìon an urra ri grunn phrìomh phàirtean ag obair ann an co-òrdanachadh. Tha mothachadh bholtaids a’ riochdachadh a’ chiad eileamaid chudromach. Mar as trice bidh siostaman gnìomhachais trì ìrean a’ cleachdadh cruth-atharraichean (PTn) a bhios a’ lughdachadh bholtadh loidhne gu ìrean tomhais sàbhailte fhad ‘s a chumas iad cruinneas co-rèireach. Feumaidh na cruth-atharraichean sin cruinneas a chumail thairis air raointean bholtachd farsaing-dh’ fhaodadh PT le ìre bun-sgoile 480V toradh àrd-sgoile 120V a thoirt seachad le mionaideachd taobh a-staigh 0.5%.

Tha sealaidhean stèidhichte air microprocessor gu ìre mhòr air a dhol an àite dealbhaidhean electromagnetic nas sine ann an ionadan ùra. Bidh na h-innealan didseatach sin an-còmhnaidh a’ samplachadh cruth-tonn bholtachd agus a’ tomhas luachan RMS (ceàrnag ciallach freumh) a tha a’ riochdachadh an ìre bholtachd èifeachdach. Tha ìrean samplachaidh de 1-2kHz a’ leigeil leis an t-sealaidheachd freagairt a thoirt do dh’ atharrachaidhean bholtachd taobh a-staigh aon no dhà de chuairtean AC.

Bidh suidheachadh stairsneach a’ dearbhadh cuin a thèid dìon a chuir an gnìomh. Mar as trice bidh inbhean gnìomhachais a’ mìneachadh undervoltage mar 90% de dhìon ainmichte airson ìre 1 agus 85% airson ìre 2. Tha an dòigh-obrach dà ìre a’ leigeil le siostaman èiginneach freagairtean ceumnaichte a chuir an gnìomh.

Bidh suidheachadh dàil ùine a’ cur casg air dragh bho bhith a’ tuiteam goirid bho bholtachd. Tha dàil ùine àbhaisteach a’ dol bho 0.1 gu 10 diogan, a ghabhas atharrachadh a rèir an tagraidh. Cha bu chòir sags bholtachd goirid aig àm tòiseachaidh motair no buairidhean clèithe goirid dìon a bhrosnachadh, ach tha suidheachaidhean fo-bholtaid seasmhach feumach air dì-cheangal sgiobalta.

Bidh an uidheamachd dì-cheangail ag atharrachadh a rèir tagradh. Bidh siostaman gnìomhachais mòra a’ cleachdadh luchd-conaltraidh no luchd-brisidh a tha fo smachd toraidhean sealaidheachd. Faodaidh na h-innealan sin casg a chuir air ceudan no mìltean de amperes gu sàbhailte. Airson tagraidhean nas lugha, bheir atharrachadh stàite cruaidh a’ cleachdadh MOSFETs no IGBTs (transistors bipolar geata inslithe) freagairt nas luaithe às aonais caitheamh meacanaigeach.

Bidh siostaman DC a’ cur an gnìomh cuairtean glasaidh undervoltage (UVLO) a chuireas casg air gnìomhachd cuairteachaidh fo bholtachd solair as ìsle. Tha an dìon seo deatamach airson cuairtean amalaichte agus microcontrollers a dh’ fhaodadh a bhith ceàrr nuair a thuiteas bholtachd solair a-steach do roinnean obrachaidh neo-mhìnichte.

Chan eil microcontroller a chaidh a shònrachadh airson obrachadh 2.7-5.5V dìreach a’ stad ag obair aig 2.6V. An àite sin, bidh e a’ dol a-steach do staid neo-chinnteach far a bheil cuid de chuairtean ag obair fhad ‘s a bhios cuid eile a’ fàiligeadh. Faodaidh geataichean loidsig toraidhean ceàrr a thoirt gu buil, faodaidh ceallan cuimhne gluasad air thuaiream, agus faodaidh am pròiseasar stiùireadh neo-dhligheach a chuir an gnìomh. Faodaidh an toradh a bhith eadar truailleadh dàta gu gnìomhan smachd cunnartach.

Mar as trice bidh cuairtean UVLO a’ cleachdadh iomraidhean bholtachd mionaideach agus coimeasairean gus faighinn a-mach cuin a bhios bholtachd solair a’ dol thairis air an ìre as ìsle. Tha UVLO air a dheagh dhealbhadh a’ toirt a-steach hysteresis-feumaidh an bholtadh èirigh grunn cheudan millivolts os cionn a’ phuing turais mus gabh an cuairt ath{3}}. Bidh an hysteresis seo a’ cur casg air oscillation ma bhios an bholtadh solair a’ dol faisg air an stairsnich.

Airson uidheaman le cumhachd bataraidh, tha UVLO a' frithealadh dà adhbhar. An toiseach, bidh e a 'dìon chuairtean an uidheim bho dhroch obair. San dàrna h-àite, bidh e a ’dìon a’ bhataraidh bho bhith a ’sgaoileadh cus. Bidh mòran de chuairtean UVLO ag ithe nas lugha na 5µA ann an staid chiorramach, a’ leigeil le bataraidhean ìrean bholtachd sàbhailte a chumail rè stòradh fad-ùine às aonais a’ chuairt dìon fhèin ag adhbhrachadh sgaoileadh domhainn.

Bidh inbhean eadar-nàiseanta a’ mìneachadh fulangas bholtachd airson diofar roinnean uidheamachd. Tha inbhe ANSI C84.1 airson siostaman cumhachd dealain a’ sònrachadh raointean bholtachd iomchaidh aig puingean lìbhrigidh seirbheis. Airson siostaman ainmichte 120V, is e an raon iomchaidh 114-126V (95-105% de ainmichte). Feumaidh luchd-saothrachaidh uidheamachd toraidhean a dhealbhadh gus obrachadh gu dòigheil taobh a-staigh nan crìochan sin.

Tha IEC 61000-4-11 a’ mìneachadh riatanasan deuchainn dìonachd dip bholtachd airson uidheamachd. Bidh an inbhe seo a’ seòrsachadh uidheamachd gu clasaichean a rèir an comas seasamh ri lughdachadh bholtachd de dhiofar mheudan agus amannan. Feumaidh uidheamachd Clas 3 cumail ag obair aig àm tuiteam bholtachd 30% a mhaireas 0.5 diogan, fhad ‘s a dh’ fhaodadh uidheamachd Clas 1 gnìomh a chall ach chan fhaod e milleadh a chumail suas.

Tha inbhean dìon motair a’ toirt seachad stiùireadh sònraichte airson uidheamachd rothlach. Tha NEMA MG 1 a’ sònrachadh gum bu chòir dha motaran obrachadh gu dòigheil aig luchd comharraichte nuair a tha an bholtadh taobh a-staigh ± 10% de ìre clàr-ainm. Feumaidh obrachadh aig bholtaids fon raon seo dìon gus casg a chuir air milleadh teirmeach.

Tha goireasan saothrachaidh gu mòr an urra ri dìon undervoltage airson leantainneachd pròiseas agus sàbhailteachd uidheamachd. Chan urrainn do loidhnichean toraidh fèin-ghluasadach gabhail ri milleadh uidheamachd ris nach robh dùil bho atharrachadh bholtachd. Is dòcha gum bi ceudan de shealaidhean fo-bholtaid aig ionad saothrachaidh chàraichean àbhaisteach a’ dìon ionadan smachd motair fa leth, gach fear air a shuidheachadh le stairsnich agus dàil ùine air a bharrrachadh airson uidheamachd sònraichte.

Tha dùbhlain gun samhail mu choinneimh ionadan dàta le suidheachaidhean undervoltage. Mar as trice bidh solar cumhachd frithealaiche a’ toirt a-steach raointean bholtachd cuir a-steach farsaing (90-264VAC), ach tha obrachadh seasmhach aig bholtadh ìosal a’ lughdachadh èifeachdas solar cumhachd agus ag àrdachadh riatanasan fuarachaidh. Tha siostaman ionad dàta UPS (solar cumhachd gun bhriseadh) a’ toirt a-steach riaghladh bholtachd sòlaimte a dh’ fhaodadh bholtadh cuir a-steach àrdachadh, ach tha crìochan aig an airgead-dìolaidh seo. Bidh siostaman sgrùdaidh a’ piobrachadh rabhaidhean nuair a ghluaiseas bholtachd goireis sìos, a’ leigeil le gnìomhaichean gluasad gu cumhachd gineadair mus ruig iad stairsnich èiginneach.

Feumaidh siostaman HVAC ann an togalaichean malairteach dìon co-òrdanaichte undervoltage. Chan urrainn do shiostam fuarachaidh a’ tarraing nan ceudan de amperes ath-thòiseachadh dìreach às deidh tumadh bholtachd-bhiodh sruth an t-sruth a’ tuisleadh dìon thar-shruth. Bidh siostaman riaghlaidh togalach ùr-nodha a’ cleachdadh sreathan ath-thòiseachadh ìre às deidh buairidhean bholtachd, a’ toirt uidheamachd air ais air-loidhne ann an dòigh fo smachd a chuireas casg air sgàinidhean àrd-sgoile.

Bidh tagraidhean còmhnaidh a’ cleachdadh barrachd is barrachd innealan dìon bholtachd, gu sònraichte ann an roinnean le cumhachd clèithe neo-sheasmhach. Mar as trice bidh luchd-dìon gèilleadh dachaigh slàn a-nis a’ toirt a-steach dì-cheangal undervoltage, a’ dìon innealan daor bho mhilleadh donn. Mar as trice bidh na h-innealan sin a’ cleachdadh stairsnich a ghabhas atharrachadh a leigeas le luchd-seilbh dachaigh puingean turais a shuidheachadh stèidhichte air pàtrain seasmhachd bholtachd ionadail.

Undervoltage Protection

Feumaidh taghadh dìon iomchaidh tuigse fhaighinn air gach cuid feartan an t-siostam cumhachd agus an uidheamachd a tha air a dhìon. Airson tagraidhean motair trì ìrean, feumaidh dìon cunntas a thoirt air mì-chothromachadh bholtachd a bharrachd air undervoltage. Is dòcha gum faic motair 460V air ìre A, 445V air ìre B, agus 435V air ìre C. Faodaidh na sruthan sreath àicheil a thig às a sin cron a dhèanamh air an motair eadhon ged a tha coltas gu bheil bholtachd cuibheasach iomchaidh.

Tha co-òrdanachadh eadar innealan dìon a’ cur casg air fàilligidhean casg. Ma tha dìon undervoltage aig an dà chuid prìomh inneal-brisidh agus inneal-brisidh meòir, feumaidh na roghainnean aca co-òrdanachadh gus dèanamh cinnteach gum bi an cuairteachadh meòir a’ siubhal an-toiseach airson sgàinidhean ionadail fhad ‘s a bhios am prìomh bhriseadh a’ làimhseachadh duilgheadasan bholtachd farsaing an t-siostaim. Bidh co-òrdanachadh dàil ùine a’ cruthachadh roghnachas-cuairtean meòir taobh a-staigh 0.5 diog fhad ‘s a tha am prìomh bhriseadh a’ cur dàil air 2-3 diogan.

Bidh riatanasan cumail suas ag atharrachadh a rèir seòrsa dìon. Feumaidh ath-chraolaidhean electromechanical deuchainn bho àm gu àm gus dearbhadh obrachadh coil agus ionracas conaltraidh. Chan eil sealaidheachd nach tèid air chuairt a’ toirt dìon sam bith, agus bidh fear a bhios a’ siubhal ro-luath ag adhbhrachadh ùine gun fheum. Bidh deuchainnean bliadhnail a’ cleachdadh seata deuchainn a dh’ fhaodas atharrais a dhèanamh air suidheachaidhean fo-bholtaid a’ cuideachadh gus dèanamh cinnteach à obrachadh earbsach.

Tha buannachdan aig ath-chraolaidhean didseatach an latha an-diugh a’ gabhail a-steach fèin-sgrùdadh agus logadh dàta. Bidh na h-innealan sin gu leantainneach a’ dearbhadh na cuairtean a-staigh aca agus faodaidh iad rabhadh a thoirt do luchd-obrach cumail suas mu bhith a’ leasachadh dhuilgheadasan mus fàillig dìon. Bidh clàradh thachartasan a’ glacadh phròifilean bholtachd aig àm buairidhean, a’ toirt seachad fiosrachadh luachmhor airson fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan a tha a’ nochdadh uair is uair.

Mar as trice bidh stairsnich àbhaisteach a’ suidhe aig 90% de bholtadh ainmichte airson rabhaidhean tùsail agus 85% airson dì-cheangal iomlan. Thòisicheadh siostam 480V aig 432V (ìre 1) agus 408V (ìre 2). Bidh siostaman bataraidh a’ cleachdadh stairsnich bholtachd a tha sònraichte do cheimigeachd-lithium- ceallan ian mar as trice a’ dì-cheangal timcheall air 3.0V gach cealla fhad ‘s a bhios bataraidhean searbhagach a’ cleachdadh 1.75V gach cealla.

Tha an ùine freagairt an urra ris an dòigh dìon. Faodaidh siostaman dealanach a’ cleachdadh tionndadh stàite cruaidh an luchdan a dhì-cheangal taobh a-staigh 1-2 milliseconds. Mar as trice bidh sealaidhean electromechanical a’ freagairt ann an 50-200 milliseconds. Gu tric bidh dàil ùine air a chur ris a dh’aona ghnothach (0.5-5 diogan àbhaisteach) gus casg a chuir air dragh bho bhith a’ tuiteam goirid bho bholtachd.

Tha seo an urra ri riatanasan tagraidh agus dealbhadh dìon. Mar as trice feumaidh uidheamachd sàbhailteachd èiginneach ath-shuidheachadh làimhe gus dèanamh cinnteach gu bheil gnìomhaiche a’ dearbhadh suidheachaidhean sàbhailte mus tòisich iad air ais. Tha ath-shuidheachadh fèin-ghluasadach cumanta ann an cargairean bataraidh agus cuid de sholarachadh cumhachd far nach bi ath-cheangal sa bhad nuair a thig bholtadh air ais a’ cruthachadh cunnartan sàbhailteachd. Mar as trice bidh siostaman ath-shuidheachadh fèin-ghluasadach a’ gabhail a-steach dàil prògramaichte (10-60 diogan) gus leigeil le bholtaids solarachaidh a bhith seasmhach.

Bidh dìon undervoltage a’ lughdachadh cunnart milleadh gu mòr ach chan urrainn dha cuir às do gach duilgheadas. Faodaidh uidheamachd eòlas fhaighinn air cuideam teirmeach anns an ùine eadar nuair a thuiteas bholtachd agus nuair a thèid dìon a chuir an gnìomh. A bharrachd air an sin, tha bholtaids ro ghoirid airson ùine a bhrosnachadh-faodaidh dìon le dàil fhathast cùisean adhbhrachadh leithid pulsations torque motair no glitches solar cumhachd. Feumaidh dìon coileanta grunn dhòighean-obrach a’ toirt a-steach meud cuairteachaidh ceart, ceartachadh factaran cumhachd, agus suidheachadh ro-innleachdail de uidheamachd taic bholtachd.

Tha siostaman dealain an latha an-diugh an urra ri bholtadh a bhith a’ fuireach taobh a-staigh bannan cumhang airson obrachadh earbsach. Mar a bhios uidheamachd a’ fàs nas ionnsaichte agus nas cosgaile, tha cosgais fàilligidhean co-cheangailte ri bholtachd ag èirigh a rèir co-rèireach. Tha dòigh-obrach coileanta a thaobh dìon bholtaids-a’ cothlamadh dealbhadh siostam ceart, innealan dìon iomchaidh, agus cumail suas cunbhalach-a’ toirt seachad an earbsachd a tha a dhìth air goireasan an latha an-diugh. Bidh a’ chiad tasgadh ann an dìon càileachd a’ pàigheadh buannachdan tro bheatha uidheamachd leudaichte, ùine downt nas lugha, agus oirean sàbhailteachd nas fheàrr a dhìonas an dà chuid uidheamachd agus luchd-obrach.