Forbedring af halvlederkonvertere i automatiserede elektriske drivsystemer

Strømhalvlederenheder og konvertere baseret på dem udvikles inden for følgende prioriterede områder:

• forbedring af egenskaberne af effekthalvlederenheder;

• udvidelse af brugen af ​​smarte strømmoduler;

• optimering af omformernes skemaer og parametre, hvilket gør det muligt at sikre de nødvendige tekniske egenskaber og økonomiske indikatorer for de elektriske drev;

• forbedring af algoritmer til direkte digital styring af konvertere.

I øjeblikket fremstilles effektomformere på basis af halvledereffektelementer i form af kontrollerbare ensrettere, autonome spændings- og strøminvertere, netværksinvertere mv.frekvensomformere med en direkte forbindelse til netværket.

Typerne af brugte omformere og kompenserende filterenheder bestemmes af typen af ​​elektrisk motor, kontrolopgaverne, effekten, det nødvendige koordinatkontrolområde, behovet for at genoprette energien til netværket, omformernes indflydelse på strømnettet.

Konverterkredsløbsløsninger forbliver traditionelle i DC- og AC-drev. Under hensyntagen til de voksende krav til elektriske drevs energikarakteristika og behovet for at reducere deres negative indvirkning på elnettet, udvikles konvertere, der giver økonomiske måder at styre teknologisk udstyr på.

Ændringer i strømkredsløbene for halvlederkonvertere er hovedsageligt forbundet med udseendet og den udbredte brug af nye enheder — kraftfulde felteffekttransistorer (MOSFET), IGBT (IGBT), lock-in tyristorer (GTO'er).

I øjeblikket kan følgende udviklingsretninger for statiske omformere skelnes:

• udvidelse af udvalget af fuldt kontrollerede halvlederenheder (transistorer - op til 2 MW, tyristorer - op til 10 MW);

• Fordeling pulsbreddemodulation (PWM) metoder

• anvendelse af blokprincipper for konstruktion af omformere baseret på forenede silohybridmoduler baseret på transistorer og tyristorer;

• evnen til at udføre jævn- og vekselstrømsomformere og deres kombinationer på en strukturel basis.

I DC-elektriske drev anvendes der udover kontrollerede ensrettere systemer med ukontrollerede ensrettere og pulsbredde-omformere for at opnå højhastighedsdrift. I dette tilfælde kan en filterkompensationsanordning afvises.

Brugte omformere til styring af permanentmagnetmotorer indeholde en styret ensretter og en selvstændig inverter styret af signaler fra rotorpositionsføleren.

Frekvensstyringssystemer til asynkronmotorer bruger hovedsageligt spændingsomformere. I dette tilfælde, i mangel af energigenvinding, kan en ukontrolleret ensretter bruges i netværket, hvilket resulterer i det enkleste konverterkredsløb Muligheden for at bruge fuldt kontrollerbare enheder og PWM gør denne ordning meget udbredt i et bredt effektområde.

Omformere med strøminvertere, der indtil for nylig blev betragtet som de enkleste og mest bekvemme at styre elektriske motorer, er i øjeblikket af begrænset brug sammenlignet med andre typer omformere.

Frekvensomformere, der indeholder en ukontrolleret ensretter og en netdrevet inverter, og som danner grundlag for en induktionsventilkaskade, anvendes i højeffektdrev med et begrænset hastighedsreguleringsområde.

Kraftige frekvensomformere med direkte tilslutning til lysnettet i dobbelttilførselsmaskiner og til styring af lavhastigheds asynkrone eller synkrone motorer har et vist perspektiv.

Moderne halvlederkonvertere, der bruges i automatiserede elektriske drivsystemer, dækker et effektområde fra hundredvis af watt til flere titusinder af megawatt.

Læs også om dette emne: Producenter af frekvensomformere