Унапређење полупроводничких претварача у аутоматизованим електропогонским системима

Енергетски полупроводнички уређаји и претварачи на бази њих развијају се у следећим приоритетним областима:

• побољшање карактеристика енергетских полупроводничких уређаја;

• проширење употребе паметних енергетских модула;

• оптимизација шема и параметара претварача, омогућавајући да се обезбеде неопходне техничке карактеристике и економски показатељи електричних погона;

• унапређење алгоритама за директно дигитално управљање претварачима.

Тренутно се претварачи снаге израђују на бази полупроводничких енергетских елемената у виду управљивих исправљача, аутономних претварача напона и струје, мрежних претварача итд.фреквентни претварачи са директном везом на мрежу.

Врсте употребљених претварача и компензационих филтер уређаја одређују се типом електромотора, задацима управљања, снагом, потребним координатним опсегом управљања, потребом враћања енергије у мрежу, утицајем претварача на електроенергетску мрежу.

Решења кола претварача остају традиционална у ДЦ и АЦ погонима. Узимајући у обзир растуће захтеве за енергетским карактеристикама електричних погона и потребу да се смањи њихов негативан утицај на електроенергетску мрежу, развијају се претварачи који обезбеђују економичне начине управљања технолошком опремом.

Промене у струјним круговима полупроводничких претварача углавном су повезане са појавом и широком употребом нових уређаја — моћни транзистори са ефектом поља (МОСФЕТ), ИГБТ (ИГБТ), тиристори са закључавањем (ГТО).

Тренутно се могу разликовати следећи правци развоја статичких претварача:

• проширење асортимана потпуно контролисаних полупроводничких уређаја (транзистори — до 2 МВ, тиристори — до 10 МВ);

• Дистрибуција методе модулације ширине импулса (ПВМ).

• примена блок принципа конструкције претварача на бази обједињених силосних хибридних модула на бази транзистора и тиристора;

• способност извођења претварача једносмерне и наизменичне струје и њихових комбинација на једној структурној основи.

У ДЦ електричним погонима, поред контролисаних исправљача, користе се системи са неконтролисаним исправљачима и претварачима ширине импулса за постизање брзог рада. У овом случају, уређај за компензацију филтера може бити одбијен.

Коришћени претварачи за управљање моторима са трајним магнетима садрже контролисани исправљач и самостални инвертер који се контролише сигналима сензора положаја ротора.

Системи за контролу фреквенције за асинхроне моторе углавном користе претвараче напона. У овом случају, у одсуству рекуперације енергије, у мрежи се може користити неконтролисани исправљач, што резултира најједноставнијим колом претварача.Могућност коришћења потпуно управљивих уређаја и ПВМ чини ову шему широко примењеном у широком опсегу снаге.

Претварачи са струјним претварачима, који су донедавно сматрани најједноставнијим и најпогоднијим за управљање електромоторима, тренутно су ограничене употребе у поређењу са другим типовима претварача.

Претварачи фреквенције који садрже неконтролисани исправљач и мрежни инвертер и који чине основу каскаде индукционих вентила користе се у погонима велике снаге са ограниченим опсегом регулације брзине.

Одређену перспективу имају моћни фреквентни претварачи са директним прикључком на мрежу у машинама са двоструким напајањем и у управљању асинхроним или синхроним моторима мале брзине.

Савремени полупроводнички претварачи који се користе у системима аутоматизованих електричних погона покривају опсег снаге од стотина вати до неколико десетина мегавата.

Прочитајте и о овој теми: Произвођачи претварача фреквенције