Îmbunătățirea convertoarelor semiconductoare în sistemele de acționare electrică automată
Dispozitivele semiconductoare de putere și convertoarele bazate pe acestea sunt dezvoltate în următoarele domenii prioritare:
-
îmbunătățirea caracteristicilor dispozitivelor semiconductoare de putere;
-
extinderea utilizării modulelor inteligente de putere;
-
optimizarea schemelor și parametrilor convertoarelor, permițând asigurarea caracteristicilor tehnice necesare și a indicatorilor economici ai acționărilor electrice;
-
îmbunătățirea algoritmilor de control digital direct al convertoarelor.
În prezent, convertoarele de putere sunt realizate pe baza elementelor de putere semiconductoare sub formă de redresoare controlabile, invertoare autonome de tensiune și curent, invertoare de rețea etc.convertoare de frecvenţă cu o conexiune directă la rețea.
Tipurile de convertoare utilizate și dispozitive de filtrare compensatoare sunt determinate de tipul de motor electric, sarcinile de control, puterea, domeniul necesar de control al coordonatelor, necesitatea restabilirii energiei în rețea, influența convertoarelor asupra rețelei de alimentare.
Soluțiile de circuite convertizoare rămân tradiționale în drive-urile DC și AC. Luând în considerare cerințele tot mai mari pentru caracteristicile energetice ale acționărilor electrice și nevoia de a reduce impactul negativ al acestora asupra rețelei electrice, se dezvoltă convertoare care oferă modalități economice de control al echipamentelor tehnologice.
Modificările în circuitele de putere ale convertoarelor cu semiconductori sunt asociate în principal cu apariția și utilizarea pe scară largă a noilor dispozitive - tranzistoare puternice cu efect de câmp (MOSFET), IGBT (IGBT), tiristoare de blocare (GTO).
În prezent, se pot distinge următoarele direcții de dezvoltare a convertoarelor statice:
-
extinderea gamei de dispozitive semiconductoare complet controlate (tranzistoare - până la 2 MW, tiristoare - până la 10 MW);
-
Distributie metode de modulare a lățimii impulsului (PWM).
-
aplicarea principiilor bloc de construcție a convertoarelor bazate pe module hibride siloz unificate bazate pe tranzistoare și tiristoare;
-
capacitatea de a efectua convertoare de curent continuu și alternativ și combinațiile acestora pe o singură bază structurală.
În acționările electrice de curent continuu, pe lângă redresoarele controlate, sistemele cu redresoare necontrolate și convertoare de lățime a impulsurilor sunt utilizate pentru a obține o funcționare de mare viteză. În acest caz, un dispozitiv de compensare a filtrului poate fi respins.
Convertoare folosite pentru controlul motoarelor cu magnet permanent conțin un redresor controlat și un invertor autonom controlat de semnalele de la senzorul de poziție a rotorului.
Sistemele de control al frecvenței pentru motoarele asincrone utilizează în principal invertoare de tensiune. În acest caz, în absența recuperării energiei, un redresor necontrolat poate fi utilizat în rețea, rezultând cel mai simplu circuit convertor.Posibilitatea de a utiliza dispozitive complet controlabile și PWM face ca această schemă să fie utilizată pe scară largă într-o gamă largă de puteri.
Convertizoarele cu invertoare de curent, considerate până de curând cele mai simple și mai convenabile pentru controlul motoarelor electrice, sunt în prezent de utilizare limitată în comparație cu alte tipuri de convertoare.
Convertizoarele de frecvență care conțin un redresor necontrolat și un invertor acționat de rețea și care formează baza unei cascade de supape de inducție sunt utilizate în acționările de mare putere cu un domeniu limitat de control al vitezei.
Convertizoarele de frecvență puternice cu conexiune directă la rețeaua în mașinile cu alimentare dublă și în controlul motoarelor asincrone sau sincrone cu viteză mică au o anumită perspectivă.
Convertoarele moderne cu semiconductori utilizate în sistemele automate de acționare electrică acoperă o gamă de putere de la sute de wați la câteva zeci de megawați.
Citește și pe acest subiect: Producători de convertoare de frecvență