Verbetering van halfgeleiderconverters in geautomatiseerde elektrische aandrijfsystemen

Vermogenshalfgeleiderapparaten en daarop gebaseerde omvormers worden ontwikkeld in de volgende prioriteitsgebieden:

• verbetering van de kenmerken van vermogenshalfgeleiderinrichtingen;

• uitbreiding van het gebruik van slimme vermogensmodules;

• optimalisatie van de schema's en parameters van de omvormers, waardoor de nodige technische kenmerken en economische indicatoren van de elektrische aandrijvingen kunnen worden gegarandeerd;

• verbetering van algoritmen voor directe digitale aansturing van omzetters.

Momenteel worden vermogensomvormers gemaakt op basis van halfgeleidervermogenselementen in de vorm van bestuurbare gelijkrichters, autonome spannings- en stroomomvormers, netwerkomvormers, enz.frequentieomvormers met een directe verbinding met het netwerk.

De soorten gebruikte omvormers en compenserende filterapparaten worden bepaald door het type elektromotor, de besturingstaken, het vermogen, het vereiste coördinatenregelbereik, de noodzaak om energie aan het netwerk te herstellen, de invloed van de omvormers op het elektriciteitsnet.

Oplossingen voor omvormercircuits blijven traditioneel in DC- en AC-aandrijvingen. Rekening houdend met de groeiende eisen aan de energiekenmerken van elektrische aandrijvingen en de noodzaak om hun negatieve impact op het elektriciteitsnet te verminderen, worden er omvormers ontwikkeld die economische manieren bieden om technologische apparatuur te besturen.

Veranderingen in de stroomcircuits van halfgeleiderconverters houden voornamelijk verband met het verschijnen en wijdverbreide gebruik van nieuwe apparaten - krachtige veldeffecttransistors (MOSFET), IGBT (IGBT), lock-in thyristors (GTO's).

Momenteel kunnen de volgende ontwikkelingsrichtingen van statische omvormers worden onderscheiden:

• uitbreiding van het assortiment volledig bestuurde halfgeleiderapparaten (transistoren — tot 2 MW, thyristors — tot 10 MW);

• Verdeling pulsbreedtemodulatie (PWM) methoden

• toepassing van blokprincipes van constructie van omvormers op basis van verenigde silo-hybride modules op basis van transistors en thyristors;

• het vermogen om gelijk- en wisselstroomomvormers en hun combinaties op een structurele basis uit te voeren.

In DC-elektrische aandrijvingen worden naast gestuurde gelijkrichters systemen met ongeregelde gelijkrichters en pulsbreedte-omzetters gebruikt om een ​​snelle werking te verkrijgen. In dit geval kan een filtercompensatie-inrichting worden afgewezen.

Gebruikte omvormers voor het aansturen van permanentmagneetmotoren bevatten een gecontroleerde gelijkrichter en een onafhankelijke omvormer die wordt bestuurd door signalen van de rotorpositiesensor.

Frequentieregelsystemen voor asynchrone motoren maken voornamelijk gebruik van spanningsomvormers. In dit geval kan bij afwezigheid van energieterugwinning een ongecontroleerde gelijkrichter in het netwerk worden gebruikt, wat resulteert in het eenvoudigste omvormercircuit.De mogelijkheid om volledig bestuurbare apparaten en PWM te gebruiken, maakt dit schema veel gebruikt in een breed vermogensbereik.

Omvormers met stroomomvormers, die tot voor kort werden beschouwd als de eenvoudigste en handigste om elektromotoren aan te sturen, zijn momenteel van beperkt nut in vergelijking met andere soorten omvormers.

Frequentieomvormers die een ongeregelde gelijkrichter en een netaangedreven omvormer bevatten en de basis vormen van een inductieklepcascade, worden gebruikt in krachtige aandrijvingen met een beperkt toerentalregelbereik.

Krachtige frequentieomvormers met directe aansluiting op het net in machines met dubbele voeding en bij de besturing van laagtoerige asynchrone of synchrone motoren hebben een bepaald perspectief.

Moderne halfgeleiderconverters die worden gebruikt in geautomatiseerde elektrische aandrijfsystemen bestrijken een vermogensbereik van honderden watt tot enkele tientallen megawatt.

Lees ook over dit onderwerp: Fabrikanten van frequentieomvormers