Frekvensomriktaren
Death Star! Det mest imponerande i hela fartyget är frekvensomriktarna på 2x11 MW. Åtminstone för en eltekniker.
På varsin matningsskena sitter en frekvensomriktare som kan skapa 0-14 hertz, 0-3050 volt trefas. Omriktarna ser ”typiskt ABB” ut. De är väldigt lika konstruktionen i RC-loket, med puck-halvledare med vätskekylning (även om det är avjoniserat vatten här, fast det var olja i RC-loket). Halvledarna är dels dioder, dels IGCT-tyristorer för själva switchningen.
Frekvensomriktaren tar in 2 x 1,72 kV trefas och den kommer från trefastransformatorer som dessa, som tronar mitt i omriktarrummet.
Omriktaren börjar med en styrd tolvpuls trefaslikriktare med puckdioder. Notera de dubbla sekundärlidningarna på PT 11/PT 21. Dessutom finns en lustig sidotransformator som går från 400 volt och in i en av sekundärerna. Det är en sk starttransformator (excitation transformer) som ”snurrar igång” huvudtransformatorn för att inte startströmmen ska bli för våldsam när man kopplar in den till matningsskenan.
Bild: Toni Nurmi
Efter likriktaren kommer ett megastort kondensatorbatteri. Kondensatorbatteriet är en betydelsefull del i varje frekvensomriktare. Efter att den inkommande växelspänningen likriktats måste den silas (stabilseras) med kraftkondensatorer för att den ska kunna kallas likspänning och bli något som den efterföljande omriktaren kan arbeta med.
Bild: Audrone Vodzinskaite
Omriktarens IGCT-er styrs från dessa bankar av kretskort med tändelektronik. Tyristorerna tänds på optisk väg med ljusledare från kretskorten (går ut på baksidan). De grova slangarna tar kylvatten nedifrån och leder genom krafthalvledarenas kylmellanlägg och vidare upp i återledaren upptill.
Bild: Toni Nurmi
Hjärtat i hela omriktaren är dessa staplar med krafthalvledare i puckform, alltså de vita keramiska kapslarna med ”kylflänsar”. Mellan varje puck sitter de vattengenomflutna kylmellanläggen. Notera att inte alla puckar är styrbara IGCT-er. Många av dem är ostyrda dioder också. De tre staplarna (man skapar ju 3 kV 14 hertz trefas) står på isolatorer (bruna). Halvledarna är så kallade Integrated Gate Commutated Thyristor, dvs styrbara tyristorer.
Bild: Toni Nurmi
Bus bar eller kontaktskena, som fördelar elkraften mellan ställverksskåp och switchenheter. Det är inte ledare längre, det är hela vattenkylda flak av koppar.
Bild: Toni Nurmi
Verkningsgraden är viktig vid så här höga effekter. Omriktaren håller 98,5% verkningsgrad. 1,5% förlusteffekt vid 11 MVA är 165 kW, som måste föras bort med kylvatten i en kylrack som denna.
Bild: Toni Nurmi
Vatten och kilovolt, hur går det ihop? Rent vatten är en isolator. Det som gör vatten till en ledare är smutsen och jonerna, alltså de elektriskt laddade partiklarna som är lösta i vattnet. För att kunna använda vatten i högspänningssammanhang måste man ständigt filtrera bort jonerna i en avjoniseringsanläggning som den på bilden. Nya metalljoner löser givetvis ut från metalldelarna hela tiden och måste avlägsnas. Vattnets ledningsförmåga övervakas hela tiden och skulle den överstiga 4 mikrosiemens kommer det larm och överstiger den 7 μS stängs systemet av.
Warning! Hot! Den varningstexten är bara larv när du ser det på snabbmatsrestaurangen, men här är skylten desto allvarligare. Denna rostfria plåtburk innehåller två bromsmotstånd om 3,6 Ohm som tål 2 megawatt i 20 sekunder. Sen blir den för varm. Det behövs en uppsättning bromsmotstånd för varje drivmotor, eftersom man inte kan mata tillbaka effekt på huvudbussen på 6,6 kV. När motorerna ska bromsas in får man elda upp energin i motstånd istället.
Bild: Audrone Vodzinskaite
Skulle alla förbindelser med kommandobryggan falla bort måste man kunna nödköra maskinerna (läs: frekvensomriktarna) från omriktarrummet. Det sker med denna nöd-maskintelegraf. Den har de klassiska inställningarna dead slow, slow, half och full.
En liten, liten del av ställverket där kraften fördelas ut i hela fartyget.
