Förbättring av halvledaromvandlare i automatiserade elektriska drivsystem

Krafthalvledarenheter och omvandlare baserade på dem utvecklas inom följande prioriterade områden:

• förbättra egenskaperna hos krafthalvledarenheter;

• utöka användningen av smarta kraftmoduler;

• optimering av omvandlarnas scheman och parametrar, vilket gör det möjligt att säkerställa de nödvändiga tekniska egenskaperna och ekonomiska indikatorerna för de elektriska drivenheterna;

• förbättring av algoritmer för direkt digital styrning av omvandlare.

För närvarande tillverkas effektomvandlare på basis av halvledarkraftelement i form av styrbara likriktare, autonoma spännings- och strömväxelriktare, nätverksomriktare etc.frekvensomvandlare med en direkt anslutning till nätverket.

Typerna av använda omvandlare och kompenserande filteranordningar bestäms av typen av elmotor, styruppgifterna, effekten, det erforderliga koordinatkontrollområdet, behovet av att återställa energi till nätverket, omvandlarnas inflytande på kraftnätet.

Omvandlarkretslösningar förblir traditionella i DC- och AC-frekvensomriktare. Med hänsyn till de växande kraven på energiegenskaperna hos elektriska enheter och behovet av att minska deras negativa inverkan på elnätet, utvecklas omvandlare som ger ekonomiska sätt att styra teknisk utrustning.

Förändringar i strömkretsarna för halvledaromvandlare är huvudsakligen förknippade med utseendet och den utbredda användningen av nya enheter — kraftfulla fälteffekttransistorer (MOSFET), IGBT (IGBT), inlåsta tyristorer (GTO).

För närvarande kan följande utvecklingsriktningar för statiska omvandlare särskiljas:

• utöka utbudet av helt kontrollerade halvledarenheter (transistorer - upp till 2 MW, tyristorer - upp till 10 MW);

• Distribution pulsbreddsmodulering (PWM) metoder

• tillämpning av blockprinciper för konstruktion av omvandlare baserade på enhetliga silohybridmoduler baserade på transistorer och tyristorer;

• förmågan att utföra lik- och växelströmsomvandlare och deras kombinationer på en strukturell basis.

I DC-drivenheter används förutom styrda likriktare system med okontrollerade likriktare och pulsbreddsomvandlare för att erhålla höghastighetsdrift. I detta fall kan en filterkompensationsanordning avvisas.

Begagnade omvandlare för styrning av permanentmagnetmotorer innehåller en kontrollerad likriktare och en fristående växelriktare som styrs av signaler från rotorpositionsgivaren.

Frekvensstyrningssystem för asynkronmotorer använder huvudsakligen spänningsomriktare. I detta fall, i avsaknad av energiåtervinning, kan en okontrollerad likriktare användas i nätverket, vilket resulterar i den enklaste omvandlarkretsen.Möjligheten att använda helt kontrollerbara enheter och PWM gör detta schema allmänt använt i ett brett effektområde.

Omvandlare med strömriktare, som tills nyligen ansågs vara de enklaste och mest bekväma att styra elmotorer, är för närvarande av begränsad användning jämfört med andra typer av omvandlare.

Frekvensomformare som innehåller en okontrollerad likriktare och en nätdriven växelriktare och som utgör grunden för en induktionsventilkaskad används i högeffektdrivningar med ett begränsat varvtalsregleringsområde.

Kraftfulla frekvensomriktare med direktanslutning till elnätet i dubbelmatningsmaskiner och vid styrning av lågvarviga asynkron- eller synkronmotorer har ett visst perspektiv.

Moderna halvledaromvandlare som används i automatiserade elektriska drivsystem täcker ett effektområde från hundratals watt till flera tiotals megawatt.

Läs även om detta ämne: Tillverkare av frekvensomformare