Aperfeiçoamento de conversores de semicondutores em sistemas de acionamento elétrico automatizados

Dispositivos semicondutores de potência e conversores baseados neles estão sendo desenvolvidos nas seguintes áreas prioritárias:

• melhorar as características dos dispositivos semicondutores de potência;

• expandir o uso de módulos de energia inteligentes;

• otimização dos esquemas e parâmetros dos conversores, permitindo assegurar as necessárias características técnicas e indicadores econômicos dos acionamentos elétricos;

• aperfeiçoamento de algoritmos para controle digital direto de conversores.

Atualmente, os conversores de potência são feitos com base em elementos de potência semicondutores na forma de retificadores controláveis, inversores autônomos de tensão e corrente, inversores de rede, etc.conversores de frequência com conexão direta à rede.

Os tipos de conversores usados ​​e dispositivos de filtro de compensação são determinados pelo tipo de motor elétrico, tarefas de controle, potência, faixa de controle de coordenadas necessária, necessidade de restaurar energia para a rede, influência dos conversores na rede elétrica.

As soluções de circuitos conversores permanecem tradicionais em acionamentos CC e CA. Levando em consideração os crescentes requisitos para as características energéticas dos acionamentos elétricos e a necessidade de reduzir seu impacto negativo na rede elétrica, estão sendo desenvolvidos conversores que fornecem maneiras econômicas de controlar equipamentos tecnológicos.

As mudanças nos circuitos de potência dos conversores de semicondutores estão associadas principalmente ao surgimento e uso generalizado de novos dispositivos - poderosos transistores de efeito de campo (MOSFET), IGBT (IGBT), tiristores lock-in (GTOs).

Atualmente, as seguintes direções de desenvolvimento de conversores estáticos podem ser distinguidas:

• expandir a gama de dispositivos semicondutores totalmente controlados (transistores - até 2 MW, tiristores - até 10 MW);

• Distribuição métodos de modulação por largura de pulso (PWM)

• aplicação de princípios de blocos de construção de conversores baseados em módulos híbridos de silos unificados baseados em transistores e tiristores;

• a capacidade de executar conversores de corrente contínua e alternada e suas combinações em uma base estrutural.

Nos acionamentos elétricos CC, além dos retificadores controlados, são utilizados sistemas com retificadores não controlados e conversores de largura de pulso para obter operação em alta velocidade. Neste caso, um dispositivo de compensação de filtro pode ser rejeitado.

conversores usados para controlar motores de imã permanente contém um retificador controlado e um inversor autônomo controlado por sinais do sensor de posição do rotor.

Os sistemas de controle de frequência para motores assíncronos usam principalmente inversores de tensão. Neste caso, na ausência de recuperação de energia, um retificador não controlado pode ser utilizado na rede, resultando no circuito conversor mais simples.A possibilidade de utilização de dispositivos totalmente controláveis ​​e PWM torna este esquema amplamente utilizado em uma ampla faixa de potência.

Conversores com inversores de corrente, considerados até recentemente como os mais simples e convenientes para controlar motores elétricos, atualmente são de uso limitado em comparação com outros tipos de conversores.

Os conversores de frequência contendo um retificador não controlado e um inversor acionado pela rede e formando a base de uma cascata de válvula de indução são usados ​​em acionamentos de alta potência com uma faixa limitada de controle de velocidade.

Conversores de frequência potentes com conexão direta à rede elétrica em máquinas de alimentação dupla e no controle de motores assíncronos ou síncronos de baixa velocidade têm uma certa perspectiva.

Conversores de semicondutores modernos usados ​​em sistemas de acionamento elétrico automatizado cobrem uma faixa de potência de centenas de watts a várias dezenas de megawatts.

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