Подобряване на полупроводникови преобразуватели в автоматизирани системи за електрическо задвижване

Силови полупроводникови устройства и преобразуватели на тяхна база се развиват в следните приоритетни области:

• подобряване на характеристиките на силови полупроводникови устройства;

• разширяване на използването на интелигентни захранващи модули;

• оптимизиране на схемите и параметрите на преобразувателите, позволяващи да се осигурят необходимите технически характеристики и икономически показатели на електрическите задвижвания;

• усъвършенстване на алгоритми за директно цифрово управление на преобразуватели.

Понастоящем преобразувателите на електроенергия се извършват на базата на полупроводникови захранващи елементи под формата на управляеми токоизправители, автономни инвертори на напрежение и ток, мрежови инвертори и др.честотни преобразуватели с директна връзка с мрежата.

Видовете използвани преобразуватели и компенсиращи филтри устройства се определят от вида на електродвигателя, задачите за управление, мощността, необходимия диапазон на координатно управление, необходимостта от възстановяване на енергия в мрежата, влиянието на преобразувателите върху захранващата мрежа.

Решенията на схемите на преобразувателите остават традиционни в DC и AC задвижванията. Като се вземат предвид нарастващите изисквания за енергийните характеристики на електрическите задвижвания и необходимостта от намаляване на тяхното отрицателно въздействие върху захранващата мрежа, се разработват преобразуватели, които осигуряват икономични начини за управление на технологичното оборудване.

Промените в силовите вериги на полупроводникови преобразуватели са свързани главно с появата и широкото използване на нови устройства — мощни полеви транзистори (MOSFET), IGBT (IGBT), заключващи се тиристори (GTO).

Понастоящем могат да се разграничат следните направления на развитие на статични преобразуватели:

• разширяване на обхвата на напълно контролирани полупроводникови устройства (транзистори — до 2 MW, тиристори — до 10 MW);

• Разпространение методи за широчинно -импулсна модулация (ШИМ)

• прилагане на блокови принципи на конструиране на преобразуватели на базата на унифицирани силонови хибридни модули на базата на транзистори и тиристори;

• възможността за извършване на преобразуватели на постоянен и променлив ток и техните комбинации на една конструктивна основа.

В електрическите задвижвания с постоянен ток, в допълнение към управляемите токоизправители, се използват системи с неконтролирани токоизправители и преобразуватели с ширина на импулса за получаване на високоскоростна работа. В този случай може да се отхвърли устройство за компенсиране на филтъра.

Използвани конвертори за управление на двигатели с постоянен магнит съдържат контролиран токоизправител и самостоятелен инвертор, управляван от сигнали от сензора за положение на ротора.

В системите за управление на честотата за асинхронни двигатели се използват предимно инвертори на напрежение. В този случай, при липса на възстановяване на енергия, в мрежата може да се използва неконтролиран токоизправител, което води до най -простата преобразувателна верига.Възможността да се използват напълно контролируеми устройства и ШИМ прави тази схема широко използвана в широк диапазон на мощност.

Преобразувателите с токови инвертори, считани доскоро за най -прости и удобни за управление на електродвигатели, понастоящем са с ограничена употреба в сравнение с други видове преобразуватели.

Честотните преобразуватели, съдържащи неконтролиран токоизправител и инвертор, задвижван от мрежа и съставляващи основата на каскада с асинхронен вентил, се използват в задвижвания с висока мощност с ограничен диапазон на управление на скоростта.

Мощните честотни преобразуватели с директно свързване към електрическата мрежа в машини с двойно подаване и при управление на нискоскоростни асинхронни или синхронни двигатели имат определена перспектива.

Съвременните полупроводникови преобразуватели, използвани в автоматизирани системи за електрическо задвижване, покриват диапазон на мощност от стотици ватове до няколко десетки мегавата.

Прочетете също по тази тема: Производители на честотен преобразувател