I guasti degli interruttori sovrapposti nei convertitori di tensione (VSC) causano perdite di potenza che determinano, a loro volta, un’interruzione dei processi. Nuove tecnologie offrono una soluzione innovativa in grado di prevenire le perdite di potenza in numerosi scenari di trasmissione e di distribuzione di elettricità.
I moduli di transistori bipolari a gate isolato (IGBT) sono comunemente
utilizzati nei VSC per applicazioni di commutazione di tensione. Un
eventuale cortocircuito in questi dispositivi causa picchi di alta
tensione che determinano malfunzionamenti nelle controparti sovrapposte
alla base di interruzioni di corrente e perdite significative.
Grazie ai finanziamenti stanziati dall’UE, il progetto
UNIPACK (“Universal failsafe IGBT package for robust power transmission”) ha sviluppato un meccanismo intrinseco “fail-safe” (a prova di guasto) che consente di evitare cortocircuiti preservando, in tal modo, la continuità della trasmissione di potenza in tutte le applicazioni. Il modulo IGBT “fail-safe” è in grado di funzionare a 4,5 kilovolt e 900 ampere.
Nell’ambito del progetto sono state impiegate composizioni di leghe a memoria di forma (SMA) per i componenti “fail-safe” e materiali di giunzione tramite fase liquida transiente come nanoparticelle di argento. Tra gli altri traguardi raggiunti merita particolare menzione lo sviluppo di banchi di prova finalizzati alla caratterizzazione delle composizioni SMA e del dispositivo VSC.
La tecnologia UNIPACK è un prodotto di ammodernamento che, unitamente al mercato di nuova creazione, spiana la strada a nuove opportunità commerciali in termini di ricambi e manutenzione. La progettazione universale del dispositivo UNIPACK garantisce un funzionamento in applicazioni sia sovrapposte sia non sovrapposte.
Le tecnologie UNIPACK andranno a vantaggio di numerose applicazioni per la trasmissione e la distribuzione di potenza, tra cui convertitori a modulazione per motori di trazione a corrente diretta (CC), invertitori di tensione per motori a corrente alternata (CA) e raddrizzatori per conversione CA-CC nella trazione ferroviaria.
Le tecnologie UNIPACK offriranno la necessaria fiducia garantendo continuità di alimentazione e una quantità minima di perdite. L’efficiente commutazione ad alta tensione dovrebbe inoltre garantire un utilizzo potenziato di energia a partire da fonti energetiche rinnovabili, tra cui centrali eoliche in mare aperto con una minore quantità di perdite e di rischi di interruzione di energia.
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