自動化電驅動系統中半導體轉換器的改進
功率半導體器件和基於它們的轉換器正在以下優先領域開發:
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改善功率半導體器件的特性;
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擴大智能電源模塊的使用;
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優化變流器的方案和參數,確保電力驅動的必要技術特性和經濟指標;
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改進用於轉換器直接數字控制的算法。
目前,功率變換器以半導體功率元件為基礎,以可控整流器、自主電壓和電流逆變器、網絡逆變器等形式製成。變頻器 直接連接到網絡。
所用變流器和補償濾波裝置的類型取決於電動機的類型、控制任務、功率、所需的協調控制範圍、向網絡恢復能量的需要、變流器對電網的影響。
轉換器電路解決方案在直流和交流驅動器中仍然是傳統的。考慮到對電驅動器能量特性的要求越來越高,以及需要減少它們對電網的負面影響,正在開發轉換器,以提供經濟的方式來控制技術設備。
半導體轉換器電源電路的變化主要與新器件的出現和廣泛使用有關—— 強大的場效應晶體管 (MOSFET),IGBT(IGBT), 鎖定晶閘管 (GTO)。
目前靜態變流器的發展方向可分為以下幾個方向:
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擴大完全受控半導體器件的範圍(晶體管——高達 2 兆瓦,晶閘管——高達 10 兆瓦);
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基於基於晶體管和晶閘管的統一筒倉混合模塊構造轉換器的塊原理的應用;
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在一個結構基礎上執行直流和交流轉換器及其組合的能力。
在直流電驅動器中,除了可控整流器之外,還使用具有不可控整流器和脈寬轉換器的系統來獲得高速運行。在這種情況下,可以拒絕濾波器補償裝置。
二手轉換器 用於控制永磁電機 包含一個可控整流器和一個由來自轉子位置傳感器的信號控制的獨立逆變器。
異步電動機的變頻調速系統主要採用電壓逆變器。在這種情況下,在沒有能量回收的情況下,可以在網絡中使用不可控整流器,從而得到最簡單的變換器電路,使用完全可控器件和PWM的可能性使得該方案在很寬的功率範圍內得到廣泛應用。
直到最近,帶電流逆變器的轉換器被認為是控制電動機最簡單、最方便的方法,但與其他類型的轉換器相比,目前的用途有限。
包含不可控整流器和電網驅動逆變器並構成感應閥級聯基礎的變頻器用於速度控制範圍有限的大功率驅動器。
在雙饋電機和低速異步或同步電機的控制中,直接連接到電源的強大變頻器具有一定的前景。
用於自動化電力驅動系統的現代半導體轉換器涵蓋從數百瓦到幾十兆瓦的功率範圍。
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