Pusvadītāju pārveidotāju pilnveidošana automatizētās elektriskās piedziņas sistēmās

Jaudas pusvadītāju ierīces un uz tām balstīti pārveidotāji tiek izstrādāti šādās prioritārajās jomās:

• jaudas pusvadītāju ierīču raksturlielumu uzlabošana;

• viedo jaudas moduļu izmantošanas paplašināšana;

• pārveidotāju shēmu un parametru optimizācija, ļaujot nodrošināt nepieciešamos elektrisko piedziņu tehniskos raksturlielumus un ekonomiskos rādītājus;

• pārveidotāju tiešās digitālās vadības algoritmu pilnveidošana.

Šobrīd jaudas pārveidotāji tiek izgatavoti uz pusvadītāju jaudas elementu bāzes vadāmu taisngriežu, autonomo sprieguma un strāvas invertoru, tīkla invertoru u.c.frekvences pārveidotāji ar tiešu savienojumu ar tīklu.

Izmantoto pārveidotāju un kompensējošo filtru ierīču veidus nosaka elektromotora tips, vadības uzdevumi, jauda, ​​nepieciešamais koordinātu regulēšanas diapazons, nepieciešamība atjaunot enerģiju tīklā, pārveidotāju ietekme uz elektrotīklu.

Pārveidotāju ķēdes risinājumi joprojām ir tradicionāli līdzstrāvas un maiņstrāvas piedziņās. Ņemot vērā pieaugošās prasības elektrisko piedziņu enerģētiskajiem raksturlielumiem un nepieciešamību samazināt to negatīvo ietekmi uz elektrotīklu, tiek izstrādāti pārveidotāji, kas nodrošina ekonomiskus tehnoloģisko iekārtu vadības veidus.

Izmaiņas pusvadītāju pārveidotāju strāvas ķēdēs galvenokārt ir saistītas ar jaunu ierīču parādīšanos un plašu izmantošanu — jaudīgi lauka efekta tranzistori (MOSFET), IGBT (IGBT), bloķēšanas tiristori (GTO).

Pašlaik var izdalīt šādus statisko pārveidotāju attīstības virzienus:

• paplašinot pilnībā vadāmo pusvadītāju ierīču klāstu (tranzistori — līdz 2 MW, tiristori — līdz 10 MW);

• Izplatīšana impulsa platuma modulācijas (PWM) metodes

• uz tranzistoriem un tiristoriem balstītu unificētu silo hibrīdu moduļu bāzes pārveidotāju uzbūves bloku principu pielietošana;

• spēja veikt līdzstrāvas un maiņstrāvas pārveidotājus un to kombinācijas uz viena strukturāla pamata.

Līdzstrāvas elektriskajās piedziņās ātrgaitas darbības nodrošināšanai papildus vadāmiem taisngriežiem tiek izmantotas sistēmas ar nekontrolējamiem taisngriežiem un impulsa platuma pārveidotājiem. Šajā gadījumā filtra kompensācijas ierīci var noraidīt.

Lietoti pārveidotāji pastāvīgo magnētu motoru vadīšanai satur vadāmu taisngriezi un autonomu invertoru, ko vada signāli no rotora stāvokļa sensora.

Asinhrono motoru frekvences kontroles sistēmās galvenokārt tiek izmantoti sprieguma invertori. Šajā gadījumā, ja nav enerģijas atgūšanas, tīklā var izmantot nekontrolētu taisngriezi, kā rezultātā tiek iegūta vienkāršākā pārveidotāja ķēde.Iespēja izmantot pilnībā vadāmas ierīces un PWM padara šo shēmu plaši izmantotu plašā jaudas diapazonā.

Pārveidotāji ar strāvas invertoriem, kas vēl nesen tika uzskatīti par vienkāršākajiem un ērtāk vadāmajiem elektromotoriem, šobrīd ir ierobežoti, salīdzinot ar citiem pārveidotāju veidiem.

Frekvences pārveidotājus, kas satur nekontrolētu taisngriezi un tīkla darbināmu invertoru un veido indukcijas vārsta kaskādes pamatu, izmanto lieljaudas piedziņās ar ierobežotu ātruma regulēšanas diapazonu.

Jaudīgiem frekvences pārveidotājiem ar tiešu pieslēgumu elektrotīklam dubultās padeves mašīnās un zema ātruma asinhrono vai sinhrono motoru vadīšanā ir noteikta perspektīva.

Mūsdienu pusvadītāju pārveidotāji, ko izmanto automatizētās elektriskās piedziņas sistēmās, aptver jaudas diapazonu no simtiem vatu līdz vairākiem desmitiem megavatu.

Lasiet arī par šo tēmu: Frekvences pārveidotāju ražotāji