送電および配電の分野に用途を有する。システムが現在よりコア油入変圧器に使用され、重量およびバルク電圧変換及びインフラの電気的絶縁として変圧器、電力系統に接続されたコアネットワーク、電圧負荷容量の変化によって二次側出力電圧が不安定になり、コア飽和によって発生する高調波によって励磁が発生します。等突入電流、および浸潤新たな故障を誘発した高調波の二次側の一次側、両方のフレキシブルパワーフロー制御、故障診断と分離しつつ、新たな電圧の変換及びエネルギーグリッドの前に調整する必要がある。従来の変圧器の明らかに制限上記の要件を満たすことができません。
まず、ソリッドステートトランス（SST）技術の導入
電力電子変圧器、電力電子変換合成高周波電力変換技術と技術として知られている固体変圧器（SST）は、電磁誘導の原理に基づいて、電源の電気エネルギーを別のエネルギー電力機能に機能を実装します従来の変圧器は小さな大きさを有すると比較固定電気機器、軽量、等だけでなく、無効電力補償容量を備え、電流制限、自動電源、高い力率の高品質を含む従来の変圧器では利用できない多くの利点を有し、等の周波数変換、デジタル変換、及び自動監視を容易にするために、出力位相、上記の利点ので、電力系統の固体変圧器は、システムの信頼性を向上させることができ、電力品質は、新エネルギー・グリッドの生成を容易に向上させることができる、スマートグリッドを推進しますそして開発。
図1に示す基本ブロック図：第一の周波数の交流信号を高周波電力電子変換器方形波信号、絶縁変圧器を介して伝送される高周波信号に変換され、その後、方形波信号の周波数に高周波電力電子変換器を復元しますAC信号。プロセスが適切に電力電子変換装置を完成するためにコントローラによって制御されてもよいです。
単相交流電力に7KV 10KV DC電源への最初のリンク01 AC / DC整流器、第二部分02の高周波DC / DCコンバータ、DC 10K DC 400Vに。それは、Hブリッジ回路、低電圧Hブリッジ回路を備えます中間高周波変圧器構成。第3セグメント03 DC 400V 60Hzの、±120V AC変換DC / ACインバータ。
DC / DCコンバータと、DC / ACインバータの動作周波数を増加させることにより、変圧器は、軽量化が大幅受動デバイスのサイズおよび重量を低減すること、対象となる、従来の減少量よりも、達成することができます。
SiC中の炭化ケイ素デバイスの第2のアプリケーション固体トランス
半導体パワーデバイス上に、それは静的および動的特性を有するべきである：ブロッキング状態で、高電圧に耐える、導通状態に、高い電流密度と低い電圧降下有し;状態のときスイッチングコンバータを、開口部と短い時間を閉じ、高いdi / dtやdv / dtに耐え、低いスイッチング損失を有し、完全な制御機能を有する。しかしながら、等電圧、電力、公差の点で限界にこれらの高電力シリコンのSiトランスアプリケーションでデバイスが大幅固体変圧器におけるスマートグリッドアプリケーションのさらなる発展を制限する、増加される故障率と装置のコストをもたらす、実用化の要件を満たすために、直列および並列回路トポロジと複合技術の固体成分を使用しなければなりません。
近年では、新しいワイドバンドギャップ半導体材料として - シリコンカーバイド（SiC）、その優れた電気的および物理的特性のために、業界でますます注目されている高電圧を有すること、炭化ケイ素パワーデバイスにおける重要な利点です。 （ボルト数万）、高温（500℃よりも高い）特性、シリコン電圧電源装置（数キロボルト）を破壊するためにシステムに重大な制限と温度（以下180℃）制限が引き起こされる。技術をシリコンカーバイド材料と進歩、第1の衝撃のコスト、歩留まりおよび信頼性に起因等の炭化珪素パワーダイオードSBD、MOSFETとして開発される炭化ケイ素パワーデバイスは、あらゆる種類の、炭化ケイ素パワーデバイスは、フィールド内の低圧の産業化を実現するために、現在の市販品技術の進歩、高電圧炭化ケイ素デバイス、15kVのまたは複数の炭化ケイ素デバイスの特に出現、および対応する駆動技術と干渉として、実施例650-1700V、直列に依然としてほとんど固体トランス今後数年間で使用電圧レベル技術開発、固体変圧器の構造を簡素化し、信頼性を高めるのに役立ちます。
第三に、要約
将来の配電システムは、多くの分散型再生可能エネルギー源と電力網で構成されている可能性があります。新しい配電設備とエネルギー貯蔵システムの両方を、グリッドまたはマイクログリッドと相互接続することができます。実用的な結果は、SiCデバイスがソリッドステートトランスの回路構造を大幅に単純化できることを示しています。新しい高電圧大容量炭化ケイ素パワーデバイスは、ソリッドステートトランスアプリケーションで新しいアプリケーションを開き、スマートグリッドの開発と変更を継続することがわかります。大きな影響。