Pooljuhtmuundurite täiustamine automatiseeritud elektriajamisüsteemides

Jõupooljuhtseadmeid ja nendel põhinevaid muundureid arendatakse järgmistes prioriteetsetes valdkondades:

• jõupooljuhtseadmete omaduste parandamine;

• nutikate toitemoodulite kasutuse laiendamine;

• muundurite skeemide ja parameetrite optimeerimine, võimaldades tagada elektriajamite vajalikud tehnilised omadused ja majandusnäitajad;

• muundurite otsese digitaalse juhtimise algoritmide täiustamine.

Praegu valmistatakse võimsusmuundureid pooljuhtjõuelementide baasil juhitavate alaltide, autonoomsete pinge- ja vooluinverterite, võrguinverterite jms kujul.sagedusmuundurid otseühendusega võrguga.

Kasutatavate muundurite ja kompenseerivate filtriseadmete tüübid on määratud elektrimootori tüübi, juhtimisülesannete, võimsuse, vajaliku koordinaatide juhtimisvahemiku, võrgu energia taastamise vajaduse, muundurite mõjuga elektrivõrgule.

Alalis- ja vahelduvvooluajamite puhul jäävad muunduriahela lahendused traditsiooniliseks. Võttes arvesse kasvavaid nõudeid elektriajamite energiaomadustele ja vajadust vähendada nende negatiivset mõju elektrivõrgule, töötatakse välja muundureid, mis pakuvad säästlikke viise tehnoloogiliste seadmete juhtimiseks.

Muutused pooljuhtmuundurite toiteahelates on peamiselt seotud uute seadmete ilmumise ja laialdase kasutamisega — võimsad väljatransistorid (MOSFET), IGBT (IGBT), lukustatavad türistorid (GTO-d).

Praegu saab eristada järgmisi staatiliste muundurite arendamise suundi:

• täisjuhitavate pooljuhtseadmete valiku laiendamine (transistorid - kuni 2 MW, türistorid - kuni 10 MW);

• Levitamine impulsi laiuse modulatsiooni (PWM) meetodid

• transistoridel ja türistoritel põhinevate ühtsetel silohübriidmoodulitel põhinevate muundurite ehitamise plokkprintsiipide rakendamine;

• oskus teostada alalis- ja vahelduvvoolumuundureid ja nende kombinatsioone ühel struktuursel alusel.

Alalisvoolu elektriajamites kasutatakse kiire töö saavutamiseks lisaks juhitavatele alalditele ka mittejuhitavate alalditega süsteeme ja impulsi laiusmuundureid. Sellisel juhul võib filtri kompensatsiooniseadme tagasi lükata.

Kasutatud muundurid püsimagnetmootorite juhtimiseks sisaldavad juhitavat alaldit ja iseseisvat inverterit, mida juhivad rootori asendianduri signaalid.

Asünkroonmootorite sagedusjuhtimissüsteemides kasutatakse peamiselt pingeinvertereid. Sellisel juhul saab energiatagastuse puudumisel kasutada võrgus kontrollimatut alaldit, mille tulemuseks on kõige lihtsam muunduri vooluring.Täielikult juhitavate seadmete ja PWM-i kasutamise võimalus muudab selle skeemi laialdaselt kasutatavaks laias võimsusvahemikus.

Veel hiljuti kõige lihtsamateks ja mugavaimaks elektrimootori juhtimiseks peetud vooluinverteritega muundurid on praegu võrreldes teist tüüpi muunduritega piiratud kasutusega.

Piiratud kiiruse reguleerimisvahemikuga suure võimsusega ajamites kasutatakse sagedusmuundureid, mis sisaldavad kontrollimatut alaldit ja võrguajamiga inverterit ning on induktsioonklapi kaskaadi aluseks.

Võimsatel sagedusmuunduritel, mis on otseühendusega vooluvõrku kahekordse etteandega masinates ja väikese kiirusega asünkroon- või sünkroonmootorite juhtimisel, on teatud perspektiiv.

Kaasaegsed pooljuhtmuundurid, mida kasutatakse automatiseeritud elektriajamisüsteemides, hõlmavad võimsusvahemikku sadadest vattidest kuni mitmekümne megavatini.

Loe ka sellel teemal: Sagedusmuundurite tootjad