Otomatik elektrikli tahrik sistemlerinde yarı iletken dönüştürücülerin iyileştirilmesi
Güç yarı iletken cihazları ve bunlara dayalı dönüştürücüler, aşağıdaki öncelik alanlarında geliştirilmektedir:
-
güç yarı iletken cihazlarının özelliklerinin iyileştirilmesi;
-
akıllı güç modüllerinin kullanımının genişletilmesi;
-
elektrikli sürücülerin gerekli teknik özelliklerini ve ekonomik göstergelerini sağlamaya izin veren dönüştürücülerin şemalarının ve parametrelerinin optimizasyonu;
-
dönüştürücülerin doğrudan dijital kontrolü için algoritmaların geliştirilmesi.
Şu anda, güç dönüştürücüler, kontrol edilebilir doğrultucular, otonom voltaj ve akım invertörleri, ağ invertörleri vb. şeklinde yarı iletken güç elemanları temelinde yapılmaktadır.frekans dönüştürücüler ağa doğrudan bağlantı ile.
Kullanılan dönüştürücülerin ve dengeleme filtre cihazlarının türleri, elektrik motorunun türüne, kontrol görevlerine, güce, gerekli koordinat kontrol aralığına, şebekeye enerji geri yükleme ihtiyacına, dönüştürücülerin güç şebekesi üzerindeki etkisine göre belirlenir.
Dönüştürücü devresi çözümleri, DC ve AC sürücülerinde geleneksel kalır. Elektrikli sürücülerin enerji özelliklerine yönelik artan gereksinimler ve bunların elektrik şebekesi üzerindeki olumsuz etkilerini azaltma ihtiyacı dikkate alınarak, teknolojik ekipmanı kontrol etmenin ekonomik yollarını sağlayan dönüştürücüler geliştirilmektedir.
Yarı iletken dönüştürücülerin güç devrelerindeki değişiklikler, esas olarak yeni cihazların ortaya çıkması ve yaygın kullanımı ile ilişkilidir - güçlü alan etkili transistörler (MOSFET), IGBT (IGBT), kilitli tristörler (GTO'lar).
Şu anda, statik dönüştürücülerin aşağıdaki geliştirme yönleri ayırt edilebilir:
-
tam kontrollü yarı iletken cihazların yelpazesini genişletmek (transistörler - 2 MW'a kadar, tristörler - 10 MW'a kadar);
-
transistörlere ve tristörlere dayalı birleşik silo hibrit modüllerine dayalı dönüştürücülerin yapı blok ilkelerinin uygulanması;
-
doğru ve alternatif akım dönüştürücülerini ve bunların kombinasyonlarını tek bir yapısal temelde gerçekleştirme yeteneği.
DC elektrik sürücülerinde, kontrollü doğrultuculara ek olarak, yüksek hızlı çalışma elde etmek için kontrolsüz doğrultuculu ve darbe genişlik dönüştürücülü sistemler kullanılır. Bu durumda, bir filtre kompanzasyon cihazı reddedilebilir.
Kullanılmış dönüştürücüler sabit mıknatıslı motorları kontrol etmek için kontrollü bir doğrultucu ve rotor konum sensöründen gelen sinyallerle kontrol edilen bağımsız bir invertör içerir.
Asenkron motorlar için frekans kontrol sistemleri genellikle gerilim invertörlerini kullanır. Bu durumda enerji geri kazanımının olmadığı durumlarda şebekede kontrolsüz bir doğrultucu kullanılabilir ve bu da en basit dönüştürücü devresi ile sonuçlanır.Tamamen kontrol edilebilir cihazlar ve PWM kullanma imkanı bu şemayı geniş bir güç aralığında yaygın olarak kullanır hale getirir.
Yakın zamana kadar elektrik motorlarını kontrol etmek için en basit ve en uygun olarak kabul edilen akım invertörlü dönüştürücüler, diğer dönüştürücü türlerine kıyasla şu anda sınırlı kullanımdadır.
Kontrolsüz bir doğrultucu ve bir şebeke tahrikli invertör içeren ve bir endüksiyon valfi kaskadının temelini oluşturan frekans dönüştürücüler, sınırlı hız kontrol aralığına sahip yüksek güçlü sürücülerde kullanılır.
Çift beslemeli makinelerde ve düşük hızlı asenkron veya senkron motorların kontrolünde şebekeye doğrudan bağlantılı güçlü frekans dönüştürücüler belirli bir bakış açısına sahiptir.
Otomatik elektrikli tahrik sistemlerinde kullanılan modern yarı iletken dönüştürücüler, yüzlerce watt ile onlarca megavat arasında bir güç aralığını kapsar.
Ayrıca bu konuyu okuyun: Frekans dönüştürücü üreticileri