Niezawodne przesyłanie prądu o wysokim napięciu

Moduły tranzystorów bipolarnych z izolowaną bramką (IGBT) są powszechnie stosowane w przetwornicach ze źródłem napięcia (VSC) do zastosowań wymagających przełączania napięcia. Zwarcie w tranzystorze IGBT powoduje skoki napięcia powodujące uszkodzenia stosów IGBT, co z kolei prowadzi do awarii zasilania i dużych strat.

Finansowany ze środków UE projekt "Universal failsafe IGBT package for robust power transmission" (UNIPACK) opracował mechanizm samoistnie bezpieczny, który zapobiega zwarciu i pozwala utrzymać ciągłość zasilania we wszystkich zastosowaniach. Samoistnie bezpieczny moduł IGBT może pracować z napięciem 4,5 kV i natężeniem 900 A.

W ramach projektu badano różne stopy z pamięcią kształtu jako materiały dla komponentów bezpiecznych, jak również spoiwa o przejściowej fazie ciekłej, takie jak nanosrebro. Z innych osiągnięć należy wymienić stworzenie stanowisk testowych do określania parametrów stopów z pamięcią kształtu i samego układu przetwornicy ze źródłem napięcia.

Rozwiązanie UNIPACK jest produktem modernizacyjnym. A więc może być stosowane nie tylko w nowych instalacjach, ale również przy wymianach i pracach serwisowych. Uniwersalna konstrukcja układu UNIPACK umożliwia pracę zarówno w stosach, jak i innych metodach połączeń.

Technologia UNIPACK powinna przynieść korzyści w wielu różnych zastosowaniach związanych z przesyłaniem i dystrybucją energii. Można tu wymienić przetwornice przerywaczowe do silników trakcyjnych na prąd stały (DC), falowniki źródła prądu do silników na prąd przemienny (AC) i prostowniki do zamiany AC na DC w trakcji kolejowej.

Technologia UNIPACK powinna również zwiększyć niezawodność za sprawą utrzymywania ciągłości zasilania przy minimalizacji strat. Wydajne przełączanie wysokonapięciowe powinno też umożliwić zwiększenie wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych, takich jak morskie farmy wiatrowe, przy minimalizacji strat i ryzyka przerw w zasilaniu.