Usavršavanje poluvodičkih pretvarača u automatiziranim električnim pogonskim sustavima

Energetski poluvodički uređaji i pretvarači temeljeni na njima razvijaju se u sljedećim prioritetnim područjima:

• poboljšanje karakteristika energetskih poluvodičkih uređaja;

• proširenje uporabe pametnih energetskih modula;

• optimizacija shema i parametara pretvarača, omogućujući osiguranje potrebnih tehničkih karakteristika i ekonomskih pokazatelja električnih pogona;

• poboljšanje algoritama za izravno digitalno upravljanje pretvaračima.

Trenutačno se pretvarači snage izrađuju na temelju poluvodičkih energetskih elemenata u obliku upravljivih ispravljača, autonomnih pretvarača napona i struje, mrežnih pretvarača itd.frekvencijski pretvarači s izravnim priključkom na mrežu.

Vrste korištenih pretvarača i kompenzacijskih filtarskih uređaja određene su vrstom elektromotora, zadacima upravljanja, snagom, potrebnim koordinatnim područjem upravljanja, potrebom vraćanja energije u mrežu, utjecajem pretvarača na elektroenergetsku mrežu.

Rješenja krugova pretvarača ostaju tradicionalna u pogonima istosmjerne i izmjenične struje. Uzimajući u obzir rastuće zahtjeve za energetskim karakteristikama električnih pogona i potrebu smanjenja njihovog negativnog utjecaja na elektroenergetsku mrežu, razvijaju se pretvarači koji omogućuju ekonomične načine upravljanja tehnološkom opremom.

Promjene u strujnim krugovima poluvodičkih pretvarača uglavnom su povezane s pojavom i širokom uporabom novih uređaja - snažni tranzistori s efektom polja (MOSFET), IGBT (IGBT), zaključani tiristori (GTO).

Trenutno se mogu razlikovati sljedeći pravci razvoja statičkih pretvarača:

• proširenje asortimana potpuno kontroliranih poluvodičkih uređaja (tranzistori — do 2 MW, tiristori — do 10 MW);

• Distribucija metode modulacije širine impulsa (PWM).

• primjena blokovskih principa konstrukcije pretvarača temeljenih na unificiranim silo hibridnim modulima temeljenim na tranzistorima i tiristorima;

• sposobnost izvedbe pretvarača istosmjerne i izmjenične struje i njihovih kombinacija na jednoj konstrukcijskoj osnovi.

U istosmjernim elektromotorima, osim upravljanih ispravljača, koriste se sustavi s neupravljanim ispravljačima i impulsno-širinskim pretvaračima za postizanje brzog rada. U tom slučaju uređaj za kompenzaciju filtra može biti odbijen.

Rabljeni pretvarači za upravljanje motorima s permanentnim magnetima sadrže kontrolirani ispravljač i samostalni inverter upravljan signalima sa senzora položaja rotora.

Sustavi upravljanja frekvencijom za asinkrone motore uglavnom koriste pretvarače napona. U ovom slučaju, u nedostatku povrata energije, u mreži se može koristiti nekontrolirani ispravljač, što rezultira najjednostavnijim krugom pretvarača.Mogućnost korištenja potpuno upravljivih uređaja i PWM čini ovu shemu široko korištenom u širokom rasponu snage.

Pretvarači s izmjenjivačem struje, donedavno smatrani najjednostavnijim i najpovoljnijim za upravljanje elektromotorima, trenutno imaju ograničenu primjenu u usporedbi s drugim vrstama pretvarača.

Frekvencijski pretvarači koji sadrže neregulirani ispravljač i pretvarač pokretan mrežom i čine osnovu kaskade indukcijskih ventila koriste se u pogonima velike snage s ograničenim rasponom regulacije brzine.

Određenu perspektivu imaju snažni frekvencijski pretvarači s izravnim priključkom na mrežu u strojevima s dvostrukim napajanjem i pri upravljanju sporohodnim asinkronim ili sinkronim motorima.

Moderni poluvodički pretvarači koji se koriste u automatiziranim električnim pogonskim sustavima pokrivaju raspon snage od stotina vata do nekoliko desetaka megavata.

Također pročitajte na ovu temu: Proizvođači pretvarača frekvencije