Puslaidininkinių keitiklių tobulinimas automatizuotose elektros pavaros sistemose

Galios puslaidininkiniai įtaisai ir jų pagrindu pagaminti keitikliai kuriami šiose prioritetinėse srityse:

• galios puslaidininkinių įtaisų charakteristikų gerinimas;

• išplėsti išmaniųjų galios modulių naudojimą;

• keitiklių schemų ir parametrų optimizavimas, leidžiantis užtikrinti reikiamas elektros pavarų technines charakteristikas ir ekonominius rodiklius;

• tiesioginio skaitmeninio keitiklių valdymo algoritmų tobulinimas.

Šiuo metu galios keitikliai gaminami puslaidininkių galios elementų pagrindu valdomų lygintuvų, autonominių įtampos ir srovės keitiklių, tinklo keitiklių ir kt.dažnio keitikliai su tiesioginiu prisijungimu prie tinklo.

Naudojamų keitiklių ir kompensuojamųjų filtrų įtaisų tipus lemia elektros variklio tipas, valdymo užduotys, galia, reikalingas koordinačių valdymo diapazonas, poreikis atstatyti energiją į tinklą, keitiklių įtaka elektros tinklui.

Keitiklio grandinės sprendimai išlieka tradiciniai nuolatinės ir kintamosios srovės pavarose. Atsižvelgiant į augančius reikalavimus elektros pavarų energetinėms charakteristikoms ir poreikį mažinti neigiamą jų poveikį elektros tinklui, kuriami keitikliai, kurie suteikia ekonomiškus technologinių įrenginių valdymo būdus.

Puslaidininkinių keitiklių maitinimo grandinių pokyčiai daugiausia susiję su naujų prietaisų atsiradimu ir plačiu naudojimu. galingi lauko efekto tranzistoriai (MOSFET), IGBT (IGBT), fiksuojami tiristoriai (GTO).

Šiuo metu galima išskirti šias statinių keitiklių plėtros kryptis:

• plečiant pilnai valdomų puslaidininkinių įtaisų asortimentą (tranzistoriai – iki 2 MW, tiristoriai – iki 10 MW);

• Paskirstymas impulsų pločio moduliavimo (PWM) metodai

• keitiklių konstravimo blokinių principų taikymas unifikuotų silo hibridinių modulių pagrindu tranzistorių ir tiristorių pagrindu;

• galimybė atlikti nuolatinės ir kintamosios srovės keitiklius ir jų derinius vienu konstrukciniu pagrindu.

Nuolatinės srovės elektrinėse pavarose, be valdomų lygintuvų, greitam darbui užtikrinti naudojamos sistemos su nevaldomais lygintuvais ir impulsų pločio keitikliais. Tokiu atveju filtro kompensavimo įtaisas gali būti atmestas.

Naudoti keitikliai nuolatinio magneto varikliams valdyti yra valdomas lygintuvas ir autonominis keitiklis, valdomas signalais iš rotoriaus padėties jutiklio.

Asinchroninių variklių dažnio valdymo sistemose daugiausia naudojami įtampos keitikliai. Šiuo atveju, nesant energijos atgavimo, tinkle gali būti naudojamas nekontroliuojamas lygintuvas, todėl gaunama paprasčiausia keitiklio grandinė.Galimybė naudoti visiškai valdomus įrenginius ir PWM leidžia plačiai naudoti šią schemą plačiame galios diapazone.

Keitikliai su srovės inverteriais, dar visai neseniai laikomi paprasčiausiais ir patogiausiai valdomais elektros varikliais, šiuo metu naudojami ribotai, palyginti su kitų tipų keitikliais.

Dažnio keitikliai, kuriuose yra nevaldomas lygintuvas ir tinklelio valdomas keitiklis, kurie sudaro indukcinio vožtuvo kaskados pagrindą, naudojami didelės galios pavarose su ribotu greičio reguliavimo diapazonu.

Galingi dažnio keitikliai su tiesioginiu prijungimu prie tinklo dvigubo tiekimo mašinose ir valdant mažo greičio asinchroninius ar sinchroninius variklius turi tam tikrą perspektyvą.

Šiuolaikiniai puslaidininkiniai keitikliai, naudojami automatizuotose elektros pavaros sistemose, galios diapazonas yra nuo šimtų vatų iki kelių dešimčių megavatų.

Taip pat skaitykite šia tema: Dažnio keitiklių gamintojai