Значительно более высокими показателями обладают ПЧ на базе мощных полностью управляемых силовых ключей (IGST – тиристоры, IGBT-транзисторы).

18. Элементная база современных частотных преобразователей.

 

В настоящее время в АЭП в качестве электромеханических преобразователей наблюдается расширение области применения специальных короткозамкнутых АД с номинальной частотой питания 500-1000 Гц. При условии уменьшения индуктивности обмоток. Основная масса промышленных силовых преобразователей строятся по схеме трехфазного выпрямителя - трехфазного инвертора.

Требования к влиянию потребителя на питающую сеть регламентированы современными стандартами IEEE-519, МЭК-555 во входных цепях силовых преобразователей. Для повышения качества энергопотребления, увеличения коэффициента мощности, уменьшения установленной мощности, уменьшения затратной стоимости силовых преобразователей применяются выпрямители на полностью управляемых силовых ключах с системой стабилизации напряжения звена постоянного тока.

В настоящее время используемые во всех ЭП управляемые и неуправляемые вентили силового канала (диоды, тиристоры и транзисторы) имеют модульное исполнение с изолированными корпусами (беспотенциальные модули), что дает возможность их установки на общих неизолированных от земли охладителях. При этом эти модули имеют различную степень концентрации и различную топологию схемы. При этом обязательно встречно параллельно каждому управляющему силовому ключу включен обратный диод. Основными мировыми производителями таких модулей являются :

1. Semikron (Германия)

2. Toshiba (Япония)

При этом необходимо отметить, что вне зависимости от фирмы производителя все модули являются абсолютно взаимозаменяемыми независимо от фирмы и схемы ПЧ.

Отметим применение в приводах большой и средней мощности в выходном блоке, в схемах АЭП применение интегральных модулей Skiip.

Такой модуль наряду силовыми элементами включает в себя устройства измерения, датчики I, U, t и устройства управления драйверы, устройства защиты автоматические выключатели, чаще плавкий предохранитель.

В качестве формирователей управляющих сигналов применяют специализированные интегральные драйверы выпускаемые фирмами Toshiba и Mitzubishi. При этом модули skip комплектуются по 2 схемам :

1. слаботочная мостовая схема (до 300А)

2. схема «фаза» (до 1200 А)

Силовые фильтры.

 

Необходимо отметить что элементы силовых фильтров (связующее звено между выпрямителем и инвертером) занимает до 50% объема ПЧ и 40% его массы. При этом расчетная емкость С-фильтра на выходе звена полностью составляет 100 мк Ф/к Вт.

В основном применяют электролитические конденсаторы.

В качестве L -фильтров используют 2=х обмоточные дроссели, выполненные на литом сердечнике с немагнитным зазором.

Датчики U и I должны удовлетворять следующим требованиям:

1. точность

2. линейность выходной характеристики

3. высокое быстродействие

4. гальваническая развязка между входной и выходной цепью

Основной производитель: LEM (Швеция), TBELEM (в Твери совместное предприятие)

В качестве защиты аппаратов входных цепей ЭП большой мощности используются быстродействующие плавкие предохранители, реже автоматические выключатели, которые в основном производятся фирмами BOSS MAN и FERRUSI .

В качестве управляемых силовых ключей в настоящее время в основном применяют традиционный неуправляемый силовой ключ SCR, частично управляемый тиристор GTO, полностью управляемый тиристор IGСT, и высоковольтный полностью управляемый транзистор IGBT, реже применяется МOSFET (ниже разрешающая способность по U)

 

 

Характеристики современных мощных силовых ключей

с двухсторонним теплоотводом

 

Тип ключа Преимущества Недостатки Область применения Быстродействие
SKR Самые низкие потери в рабочем состоянии, самая высокая перегрузочная способность, самая высокая надежность. Легко монтируется и в последовательных и параллельных цепях 1.Не способен к автоматизированию управляющим инвертором 2. Низкая рабочая частота 1. Приводы постоянного тока 2. Сварка 3. Компенсаторы статические (в схемах) 5-10 мкс (очень низкое)
GTO Возможность управляемого запирания. Перегрузочная способность высокая U>4 кВт, при f=50 Гц 1. 1.Большие потери в рабочем состоянии. 2.Очень большие потери в системе управления 3.Большие потери на переключения 1.Электроприводы постоянного переменного тока. 2. Статические компенсаторы реактивной мощности. 3. Индукционный нагрев. 2-4 мкс
IGCT Легко реализуют возможность управляемого запирания. Перегрузочная способность как и у GTO. Низкие потери в рабочем состоянии. Высокая рабочая частота(до 5кГц). Встроенный блок управления (драйвер), также как и у GTO возможность последовательного соединения. Сложная система управления. 1.АИН в ПЧ 2.Устройство плавного пуска ЭП различного назначения. 3.Мощные источники питания (в инверторных выпрямительных подстанциях ЛЭП постоянного тока.   0,5-2 мкс
IGBT Легкость управляемого запирания. Самая высокая рабочая частота(до 20 кГц) Простая и неэнергоемкая система управления. Также как у IGCT встроенный драйвер. Очень высокие потери в рабочем состоянии 1. ЭП 2. Система бесперебойного питания 3. Активные фильтры 4. Ключевые источники питания 5. Статические компенсаторы 0,05-0,1 мкс

 

 






Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 703; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.027 сек.