Forbedring av halvlederomformere i automatiserte elektriske drivsystemer

Krafthalvlederenheter og omformere basert på dem utvikles i følgende prioriterte områder:

• forbedre egenskapene til krafthalvlederenheter;

• utvide bruken av smarte kraftmoduler;

• optimalisering av ordningene og parametrene til omformerne, noe som gjør det mulig å sikre de nødvendige tekniske egenskapene og økonomiske indikatorene til de elektriske stasjonene;

• forbedring av algoritmer for direkte digital kontroll av omformere.

For tiden er kraftomformere laget på grunnlag av halvlederkraftelementer i form av kontrollerbare likerettere, autonome spennings- og strømomformere, nettverksomformere, etc.frekvensomformere med direkte tilkobling til nettverket.

Typene brukte omformere og kompenserende filterenheter bestemmes av typen elektrisk motor, kontrolloppgavene, kraften, nødvendig koordinatkontrollområde, behovet for å gjenopprette energi til nettverket, omformernes innflytelse på kraftnettet.

Omformerkretsløsninger forblir tradisjonelle i DC- og AC-frekvensomformere. Med hensyn til de økende kravene til energikarakteristikkene til elektriske stasjoner og behovet for å redusere deres negative innvirkning på strømnettet, utvikles omformere som gir økonomiske måter å kontrollere teknologisk utstyr på.

Endringer i strømkretsene til halvlederomformere er hovedsakelig assosiert med utseendet og utbredt bruk av nye enheter — kraftige felteffekttransistorer (MOSFET), IGBT (IGBT), låste tyristorer (GTOer).

For øyeblikket kan følgende utviklingsretninger for statiske omformere skilles:

• utvide utvalget av fullt kontrollerte halvlederenheter (transistorer - opptil 2 MW, tyristorer - opptil 10 MW);

• Fordeling pulsbreddemodulasjon (PWM) metoder

• anvendelse av blokkprinsipper for konstruksjon av omformere basert på enhetlige silohybridmoduler basert på transistorer og tyristorer;

• muligheten til å utføre like- og vekselstrømsomformere og deres kombinasjoner på en strukturell basis.

I DC elektriske frekvensomformere brukes i tillegg til kontrollerte likerettere systemer med ukontrollerte likerettere og pulsbreddeomformere for å oppnå høyhastighetsdrift. I dette tilfellet kan en filterkompensasjonsanordning avvises.

Brukte omformere for styring av permanentmagnetmotorer inneholde en kontrollert likeretter og en selvstendig omformer styrt av signaler fra rotorposisjonssensoren.

Frekvenskontrollsystemer for asynkronmotorer bruker hovedsakelig spenningsomformere. I dette tilfellet, i fravær av energigjenvinning, kan en ukontrollert likeretter brukes i nettverket, noe som resulterer i den enkleste omformerkretsen Muligheten for å bruke fullt kontrollerbare enheter og PWM gjør denne ordningen mye brukt i et bredt effektområde.

Omformere med strømomformere, inntil nylig ansett som de enkleste og mest praktiske å kontrollere elektriske motorer, er for tiden av begrenset bruk sammenlignet med andre typer omformere.

Frekvensomformere som inneholder en ukontrollert likeretter og en nettdrevet omformer og som danner grunnlaget for en induksjonsventilkaskade, brukes i høyeffektsdrifter med begrenset hastighetsreguleringsområde.

Kraftige frekvensomformere med direkte tilkobling til strømnettet i dobbeltmatingsmaskiner og i styring av lavhastighets asynkron- eller synkronmotorer har et visst perspektiv.

Moderne halvlederomformere som brukes i automatiserte elektriske drivsystemer dekker et effektområde fra hundrevis av watt til flere titalls megawatt.

Les også om dette emnet: Frekvensomformerprodusenter