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?高頻變壓器與固態(tài)變壓器：開(kāi)啟電力新時(shí)代
高頻變壓器與固態(tài)變壓器：開(kāi)啟電力新時(shí)代
現(xiàn)在電力領(lǐng)域一直在發(fā)展。高頻變壓器和固態(tài)變壓器成了行業(yè)里的焦點(diǎn)。它們的發(fā)展，給 B 端客戶帶來(lái)了很多機(jī)會(huì)和變化。我們是專業(yè)的電源變壓器廠家?，F(xiàn)在我們就來(lái)給大家仔細(xì)講講這兩項(xiàng)前沿技術(shù)。
固態(tài)變壓器：電力技術(shù)的革新者現(xiàn)在說(shuō)說(shuō)固態(tài)變壓器（SST）。它可以說(shuō)是電力設(shè)備中的 “新貴”。
傳統(tǒng)變壓器靠鐵芯和線圈工作。固態(tài)變壓器不用這種結(jié)構(gòu)。它改用半導(dǎo)體功率器件，像 IGBT、SiC MOSFET 這些。它還靠高頻變換技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。打個(gè)比方，傳統(tǒng)變壓器就像行動(dòng)慢的 “老工匠”，固態(tài)變壓器就是反應(yīng)快的 “新科技達(dá)人”。它的工作過(guò)程大概是這樣：先把交流電變成直流電，再通過(guò)高頻逆變變成高頻交流電，然后用變壓器隔離、調(diào)節(jié)，輸出需要的電壓。
這個(gè)過(guò)程能高效、精細(xì)地調(diào)控電力。它還有很多優(yōu)勢(shì)，比如能高頻工作、能用數(shù)字控制、能接多個(gè)端口。實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，它的效率能達(dá)到 98.3%。傳統(tǒng)方案的效率只有 92%-94%，它比傳統(tǒng)方案提升很多。而且它能縮短供電鏈路，讓整體能效再提升 2-3 個(gè)百分點(diǎn)。它需要的配電面積能減少 63% 以上。它還支持模塊化擴(kuò)展，功能集成度高，能直接對(duì)接光伏、儲(chǔ)能這些新能源設(shè)備。
高頻變壓器：固態(tài)變壓器的重要組件固態(tài)變壓器的 “心臟” 部位，是高頻變壓器。高頻變壓器在里面起關(guān)鍵作用。固態(tài)變壓器是一種高頻的電力電子變換設(shè)備。高頻隔離變壓器就是它的重要組件。不過(guò)現(xiàn)在高頻變壓器有不少技術(shù)難題。比如容量小、損耗密度高、難設(shè)計(jì)大容量電池。
而且它的系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高。要解決這些問(wèn)題，材料革新是關(guān)鍵。非晶納米晶材料就是個(gè)好選擇。它有 “雙重優(yōu)勢(shì)”：非晶相能提供高電阻率，減少渦流損耗；納米晶相能帶來(lái)好的軟磁性能。
在同樣的磁密條件下，和其他磁性材料比，非晶納米晶用在固態(tài)變壓器上優(yōu)勢(shì)很明顯。用非晶納米晶材料做固態(tài)變壓器，能降低 30% 的制造成本，還能減少碳排放。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)能生產(chǎn)厚度 12 微米以下的極薄納米晶材料。這種材料的損耗，比常規(guī)納米晶還能減少 50% 以上。應(yīng)用前景與市場(chǎng)潛力固態(tài)變壓器已經(jīng)用在很多領(lǐng)域了。
先看新能源領(lǐng)域，光伏、風(fēng)電的發(fā)電量不穩(wěn)定。這就需要固態(tài)變壓器來(lái)讓功率平穩(wěn)，還能實(shí)現(xiàn) MPPT 跟蹤。再看數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)在 AI 算力需求大增，帶動(dòng)了 HVDC 架構(gòu)的普及。固態(tài)變壓器是這個(gè)架構(gòu)的重要組件，能降低能耗。
在工業(yè)控制領(lǐng)域，高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電解鋁這些場(chǎng)景都要節(jié)能改造。這些改造很需要固態(tài)變壓器。還有充電樁和儲(chǔ)能領(lǐng)域，800V 高壓快充和光儲(chǔ)充一體化的需求越來(lái)越多。這些需求也催生了對(duì)固態(tài)變壓器的大量使用。
市場(chǎng)數(shù)據(jù)也很讓人看好。國(guó)信證券做了預(yù)測(cè)：2026 到 2030 年，全球 800V HVDC 市場(chǎng)規(guī)模分別是 78 億元、235 億元、367 億元、362 億元、354 億元，年均增速 46%。固態(tài)變壓器在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用還在早期階段。到 2030 年，它的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模會(huì)超過(guò) 30 億元，全球規(guī)模能達(dá)到 240 億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率接近 60%，增速非常快。
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