Cải tiến bộ biến đổi bán dẫn trong hệ truyền động điện tự động
Các thiết bị bán dẫn công suất và bộ chuyển đổi dựa trên chúng đang được phát triển trong các lĩnh vực ưu tiên sau:
-
cải thiện các đặc tính của thiết bị bán dẫn công suất;
-
mở rộng việc sử dụng các mô-đun năng lượng thông minh;
-
tối ưu hóa các sơ đồ và thông số của bộ chuyển đổi, cho phép đảm bảo các đặc tính kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế cần thiết của truyền động điện;
-
cải tiến thuật toán điều khiển số trực tiếp các bộ biến đổi.
Hiện nay, các bộ biến đổi nguồn được chế tạo trên cơ sở các phần tử nguồn bán dẫn dưới dạng bộ chỉnh lưu có thể điều khiển, bộ biến đổi điện áp và dòng điện tự trị, bộ biến đổi mạng, v.v.Bộ chuyển đổi tần số với một kết nối trực tiếp với mạng.
Các loại bộ chuyển đổi được sử dụng và thiết bị lọc bù được xác định bởi loại động cơ điện, nhiệm vụ điều khiển, công suất, phạm vi điều khiển tọa độ cần thiết, nhu cầu khôi phục năng lượng cho mạng, ảnh hưởng của bộ chuyển đổi đối với mạng điện.
Các giải pháp mạch chuyển đổi vẫn là truyền thống trong các ổ đĩa DC và AC. Có tính đến các yêu cầu ngày càng tăng đối với các đặc tính năng lượng của truyền động điện và nhu cầu giảm tác động tiêu cực của chúng đối với lưới điện, các bộ chuyển đổi đang được phát triển nhằm cung cấp các cách tiết kiệm để điều khiển thiết bị công nghệ.
Những thay đổi trong mạch nguồn của bộ chuyển đổi bán dẫn chủ yếu liên quan đến sự xuất hiện và sử dụng rộng rãi các thiết bị mới — bóng bán dẫn hiệu ứng trường mạnh mẽ (MOSFET), IGBT (IGBT), thyristor khóa (GTO).
Hiện tại, có thể phân biệt các hướng phát triển sau của bộ chuyển đổi tĩnh:
-
mở rộng phạm vi của các thiết bị bán dẫn được điều khiển hoàn toàn (bóng bán dẫn - lên đến 2 MW, thyristor - lên đến 10 MW);
-
ứng dụng nguyên tắc khối xây dựng bộ chuyển đổi dựa trên mô đun hỗn hợp silo thống nhất dựa trên bóng bán dẫn và thyristor;
-
khả năng thực hiện các bộ chuyển đổi dòng điện một chiều và xoay chiều và sự kết hợp của chúng trên một cơ sở cấu trúc.
Trong truyền động điện một chiều, ngoài các bộ chỉnh lưu có điều khiển, các hệ thống có bộ chỉnh lưu không điều khiển và bộ chuyển đổi độ rộng xung được sử dụng để đạt được hoạt động ở tốc độ cao. Trong trường hợp này, thiết bị bù bộ lọc có thể bị từ chối.
Bộ chuyển đổi đã qua sử dụng để điều khiển động cơ nam châm vĩnh cửu chứa một bộ chỉnh lưu có điều khiển và một biến tần độc lập được điều khiển bằng tín hiệu từ cảm biến vị trí rôto.
Hệ thống điều khiển tần số cho động cơ không đồng bộ chủ yếu sử dụng biến tần. Trong trường hợp này, trong trường hợp không có khả năng phục hồi năng lượng, có thể sử dụng bộ chỉnh lưu không điều khiển trong mạng, dẫn đến mạch chuyển đổi đơn giản nhất... Khả năng sử dụng các thiết bị có thể điều khiển hoàn toàn và PWM làm cho sơ đồ này được sử dụng rộng rãi trong dải công suất rộng.
Bộ chuyển đổi với bộ biến tần hiện tại, cho đến gần đây được coi là đơn giản nhất và thuận tiện nhất để điều khiển động cơ điện, hiện đang được sử dụng hạn chế so với các loại bộ chuyển đổi khác.
Bộ biến tần chứa bộ chỉnh lưu không điều khiển và bộ biến tần điều khiển bằng lưới và tạo thành cơ sở của tầng van cảm ứng được sử dụng trong các bộ truyền động công suất cao với phạm vi điều khiển tốc độ hạn chế.
Bộ chuyển đổi tần số mạnh mẽ có kết nối trực tiếp với nguồn điện trong máy cấp liệu kép và trong điều khiển động cơ không đồng bộ hoặc đồng bộ tốc độ thấp có một quan điểm nhất định.
Bộ chuyển đổi bán dẫn hiện đại được sử dụng trong các hệ thống truyền động điện tự động có dải công suất từ hàng trăm watt đến vài chục megawatt.
Cũng đọc về chủ đề này: Nhà sản xuất biến tần