Félvezető konverterek fejlesztése automatizált elektromos hajtásrendszerekben

Erőteljes félvezető eszközök és ezekre épülő konverterek fejlesztése az alábbi kiemelt területeken történik:

• a teljesítmény-félvezető eszközök jellemzőinek javítása;

• az intelligens teljesítménymodulok használatának bővítése;

• az átalakítók sémáinak és paramétereinek optimalizálása, lehetővé téve az elektromos hajtások szükséges műszaki jellemzőinek és gazdasági mutatóinak biztosítását;

• az átalakítók közvetlen digitális vezérlésére szolgáló algoritmusok fejlesztése.

Jelenleg a teljesítmény-átalakítók félvezető tápelemek alapján készülnek vezérelhető egyenirányítók, autonóm feszültség- és áramváltók, hálózati inverterek stb.frekvenciaváltók közvetlen kapcsolattal a hálózathoz.

Az alkalmazott konverterek és kiegyenlítő szűrőberendezések típusait a villanymotor típusa, a vezérlési feladatok, a teljesítmény, a szükséges koordináta szabályozási tartomány, a hálózat energia-visszaállítási igénye, az átalakítók villamosenergia-hálózatra gyakorolt ​​hatása határozza meg.

Az átalakító áramköri megoldások hagyományosak maradnak a DC és AC hajtásokban. Figyelembe véve az elektromos hajtások energetikai jellemzőivel szembeni növekvő követelményeket és az elektromos hálózatra gyakorolt ​​negatív hatásuk csökkentésének szükségességét, olyan átalakítókat fejlesztenek ki, amelyek gazdaságos módot biztosítanak a technológiai berendezések vezérlésére.

A félvezető átalakítók teljesítményáramköreiben bekövetkezett változások elsősorban az új eszközök megjelenésével és elterjedésével kapcsolatosak. erős térhatású tranzisztorok (MOSFET), IGBT (IGBT), reteszelő tirisztorok (GTO).

Jelenleg a statikus átalakítók fejlesztésének következő irányai különböztethetők meg:

• a teljesen vezérelt félvezető eszközök körének bővítése (tranzisztorok - 2 MW-ig, tirisztorok - 10 MW-ig);

• terjesztés impulzusszélesség-modulációs (PWM) módszerek

• tranzisztorokra és tirisztorokra épülő egységes silóhibrid modulokra épülő konverterek felépítésének blokk elveinek alkalmazása;

• az egyen- és váltóáram-átalakítók és ezek kombinációinak egy szerkezeti alapon történő végrehajtásának képessége.

Az egyenáramú elektromos hajtásokban a vezérelt egyenirányítókon kívül vezéreletlen egyenirányítókkal és impulzusszélesség-átalakítókkal ellátott rendszereket alkalmaznak a nagy sebességű működés érdekében. Ebben az esetben a szűrőkompenzáló berendezés elutasítható.

Használt konverterek állandó mágneses motorok vezérlésére tartalmaz egy vezérelt egyenirányítót és egy önálló invertert, amelyet a forgórész helyzetérzékelője jelei vezérelnek.

Az aszinkron motorok frekvenciaszabályozó rendszerei főként feszültséginvertereket használnak. Ebben az esetben energia-visszanyerés hiányában a hálózatban vezérelhetetlen egyenirányítót lehet alkalmazni, ami a legegyszerűbb átalakító áramkört eredményezi.A teljesen vezérelhető eszközök és a PWM alkalmazásának lehetősége széles teljesítménytartományban széles körben alkalmazza ezt a sémát.

Az áramváltókkal ellátott átalakítók, amelyeket a közelmúltig a legegyszerűbb és legkényelmesebb elektromos motorok vezérlésének tartottak, jelenleg korlátozottan használhatók más típusú konverterekhez képest.

Az indukciós szelepes kaszkád alapját képező, szabályozatlan egyenirányítót és hálózatvezérelt invertert tartalmazó frekvenciaváltókat nagy teljesítményű, korlátozott fordulatszám-szabályozási tartományú hajtásokban alkalmazzák.

A kettős előtolású gépekben és a kis fordulatszámú aszinkron vagy szinkron motorok vezérlésében a hálózatra közvetlen csatlakozással rendelkező, nagy teljesítményű frekvenciaváltók bizonyos perspektívával rendelkeznek.

Az automatizált elektromos hajtásrendszerekben használt modern félvezető konverterek teljesítménytartománya több száz watttól több tíz megawattig terjed.

Olvass még erről a témáról: Frekvenciaváltó gyártók