Тиристорный частотный преобразователь: Тиристорный преобразователь частоты — принцип работы, схема — БилдоМан

Содержание

Тиристорный преобразователь частоты и принцип его работы

Содержание:

Преобразователи частоты в схемах подключения двигателя пользуются большой популярностью и спросом, поскольку позволяют строить стабильные и управляемые системы, которые без таких электронных схем спроектировать и внедрить затруднительно. К таким специфическим применениям, связанным с работой синхронных и асинхронных двигателей, относят:

необходимость обеспечить плавный, безопасный пуск и остановку электромотора;
потребность обеспечить необходимый крутящий момент на низких оборотах и при выходе на номинальный режим;
потребность регулировки частоты вращения ротора в широких пределах;
создание экономичных систем;
разработку систем на базе электромоторов с обратной связью, при помощи которой регулируется состояние системы.

Это достаточно сложная задача, учитывая, что мощные электродвигатели, особенно двигатели трехфазного тока, работают при достаточно высоких напряжениях, мощностях и, соответственно, большой силе тока. Поэтому первые регуляторы частоты были созданы на основе тиристоров, которые появились значительно раньше мощных IGBT-транзисторов. Cхемотехника тиристорных регуляторов частоты вращения электромотора достаточно проста и может быть реализована даже без применения сложных контроллеров, интегральных микросхем и микропроцессоров.

В первых разработках частотных преобразователей на тиристорах использовались временные цепи с регулировкой, построенной на базе конденсаторов и резисторов, которые задают собственную частоту колебаний системы.

Особенности тиристоров

Такой радиоэлектронный компонент, как тиристор, можно условно представить как управляемый диод. Когда на управляющий электрод не подается напряжение, тиристор закрыт и не пропускает ток в обоих направлениях. Когда на управляющий электрод подается напряжение, тиристор начинает работать как диод, то есть пропускает ток только в одном направлении. Эта их особенность широко используется в регуляторах мощности электрического тока — диммерах, где тиристор работает в режиме отсечения части полуволны электрического тока и пропускает в нагрузку только часть мощности. Для более плавной регулировки в таких схемах используется два тиристора, включенных навстречу друг другу, чтобы пропускать положительную и отрицательную составляющую переменного тока.

При определенном подборе RC-цепочки возможно создание простого генератора на основе тиристора, который питается от постоянного тока. Эти особенности и стали основой различных схемотехнических решений, которые позволяют получать от сети 220 В и 50 Гц переменный электрический ток, частота которого может изменяться практически от 0 и значительно превышать частоту питающей сети. Более сложные решения позволяют получать от однофазной сети напряжение для питания трехфазных двигателей, а также управлять работой трехфазных моторов, подключенных через такой преобразователь к трехфазной сети.

Необходимо отметить, что несмотря на достаточно старый тип подобных систем управления частотой вращения двигателя, тиристорные преобразователи частоты до сих пор широко применяются, особенно для управления мощной нагрузкой в десятки киловатт. При этом их схемотехническое решение, как правило, значительно дешевле современных систем управления на базе транзисторов с микропроцессорным управлением. Впрочем, современные тиристорные преобразователи частоты также имеют сложное электронное управление, которое обеспечивает:

согласованность плеч управления напряжением и частотой;
обратную связь по контролируемому критерию работы системы;

защиту как самого преобразователем, так и подключенной нагрузки от различных внештатных аварийных ситуаций.

Тем не менее, несмотря на простоту решений схемотехники на тиристорах, преобразователи на их основе имеют ряд недостатков, постепенно вытесняющих их из промышленного использования. К ним относят:

достаточно объемную элементную базу, которая не позволяет создавать компактные решения;
необходимость использования дросселей, согласующих трансформаторов (реакторов),которые при больших мощностях нагрузки отличаются значительными габаритами и стоимостью;
сложности в формировании чистого синусоидального сигнала на выходе тиристорного частотного преобразователя;

принципы работы тиристора, основанные на отсечении части волны электрического тока. Это приводит к тому, что тиристорный ключ становится источником мощных электромагнитных помех в широком гармоническом спектре, который может влиять на работу оборудования расположенного в непосредственной близости или подключенного к той же питающей сети.

Кроме того, ТПЧ должен быть оборудован хорошо отлаженной схемой управления, поскольку тиристор, в отличие от транзистора, открывается полностью при достижении на управляющем электроде заданного значения напряжения. Как правило, в тиристорных схемах устройств управления частотой используется несколько тиристоров, и синхронность их работы должна быть настроена точно и согласованно, поскольку только в этом случае можно добиться высокого КПД преобразователя и максимальной точности управления нагрузкой.

Рассмотрим особенности нескольких типовых схем работы тиристорных преобразователей частоты.

ТПЧ с непосредственной гальванической связью с сетью питания

Это решение можно назвать одним из наиболее простых в плане реализации принципа управления электродвигателем. Такая схема позволяет генерировать на выходе питающие напряжения с заданной частотой и фазой. Необходимо подчеркнуть, что частота выходного сигнала не может превышать частоту питающего напряжения, поэтому такие системы применяют, в основном, для мощных низкооборотных двигателей.

Схемотехническое решение включает в себя комбинацию тиристорных электронных ключей, которые могут быть:

управляемыми;
неуправляемыми;
включены встречно-параллельно;
включены по схеме мост;
подключены перекрестно;
соединены по нулевым схемам.

Все эти соединения используются в одном ТПЧ с гальванической связью и обеспечивают формирование выходного синусоидального сигнала из фрагментов входного синусоидального сигнала. Эти фрагменты формируются таким образом, чтобы получить сигнал на выходе с требуемой частотой и фазой.

Однако такое внешне простое схемотехническое решением обладает рядом недостатков, к которым можно отнести:

сложную форму выходного сигнала. Она не синусоидальна, поэтому может приводить к появлению дополнительных вибраций, а также гармонических помех в питающей сети;
ограниченность в частоте вращения двигателя, которая, как правило, не может превышать номинальную частоту питающей сети;
сложную схему управления ключами, которая либо требует сложной настройки, либо использования цифровой системы управления, сложности и стоимость которой также достаточно велики.

Вместе с тем, у такого решения есть и преимущества, благодаря которым оно до сих пор используется для управления электромоторами, работающими на невысоких оборотах и в режиме значительной нагрузки. Среди преимуществ этого решения можно назвать:

стоимость оборудования. Цена такого ТПЧ значительно ниже, чем стоимость частотного преобразователя на транзисторных элементах с аналогичными параметрами мощности нагрузки и диапазона регулирования;
высокий КПД системы, находящийся в пределах 95%;
сохранение амплитуды напряжения входной сети на выходе преобразователя;
возможность работы в рекуперативном режиме, когда двигатель используется в режиме генератора при торможении;

простую возможность модернизации ТПЧ при увеличении мощности нагрузки путем добавления параллельных тиристорных модулей, при этом мощность теоретически можно наращивать практически до бесконечности.

ТПЧ с выпрямителем и инвертором

Если на выходе преобразователя частоты требуется получить ее значение, которое превышает частоту питающей сети и номинальную частоту работы двигателя, приходится использовать более сложные схемы с выпрямителем и генератором частоты. Схемотехническое решение такого устройства на тиристорах включает следующие ключевые блоки:

выпрямительный модуль, который также может быть построен на нескольких тиристорах;
фильтр постоянного тока, задачей которого является сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения. В зависимости от модификации преобразователя частоты с двойным преобразованием может использоваться либо дроссельный, либо комбинированный фильтр с катушкой индуктивности и конденсатором;
генератор выходного напряжения с изменяемой частотой выходного тока;
схема управления работой преобразователя, которая, как правило, строится на современных цифровых компонентах, в том числе и микропроцессорных.Задача такой схемы – обеспечить стабильность частоты на выходе преобразователя, а также регулировать параметры работы преобразователя по цепям обратной связи и обеспечивать защиту нагрузки и самого устройства от аварийных ситуаций.

По особенностям схемотехники ТПЧ, построенного по такой схеме, различают преобразователи с инвертором тока и инвертором напряжения, область применения которых может отличаться. Инвертор тока характеризуется обеспечением на нагрузке постоянной амплитуды силы тока. При использовании дополнительных схемотехнических решений можно обеспечить возможность рекуперации электроэнергии, что важно при использовании оборудования в системах с частой остановкой и пуском электродвигателя или при необходимости его реверсивной работы.

Преобразователи, построенные по схеме инвертора напряжения, обеспечивают постоянное напряжение на выходе, причем его величина не изменяется при увеличении силы тока, естественно в рамках паспортных характеристик ТПЧ.

К преимуществам таких ТПЧ с двойным преобразованием принято относить:

широкий диапазон регулировки частоты вращения электромотора. При этом в режиме преобразователя тока пределы регулировки частоты напряжения на выходе составляют от 0 до 125 Герц, а при работе в режиме источника напряжения выходная частота генератора может достигать полутора тысяч Герц;
выходной сигнал такого ТПЧ с двойным преобразованием максимально приближен к синусоидальному, поэтому создается минимум гармонических помех, обеспечивается работа двигателя в штатном режиме, и не требуется дополнительная синхронизации частоты питающей сети и выходного напряжения;
число тиристорных ключей в таких преобразователях меньше,чем у ТПЧ с гальванической связью, поэтому устройства этого типа имеют более простую схему управления, следовательно они проще в первичной настройке и ремонте;
выходной генератор в таких преобразователях нечувствителен к коротким замыканием в нагрузке, которые не приводят к его выходу из строя.

Есть у этой технологии и недостатки, среди которых:

невозможность подключать ТПЧ инверторного типа к нагрузке, состоящей из группы электромоторов;
дороговизна компонентов фильтра, включаемого после выпрямителя;
необходимость использования дополнительной схемотехники для обеспечения рекуперации электроэнергии;
зависимость фазового сдвига от степени нагрузки на электромотор.

На сегодняшний день ТПЧ с двойным преобразованием является одним из самых популярных и доступных решений и успешно конкурирует с частотными преобразователями на транзисторах.

Также необходимо отметить, что тиристорные системы регулировки частоты вращения электромоторов используются не только на низковольтных схемах питания до 1000 Вольт, но и на высоковольтных, которые могут работать при питающем напряжении до 6 киловольт и выше. Транзисторных аналогов для решения таких производственных задач на сегодняшний день не существует.

Подводя итог, можно сказать, что несмотря на достаточно устаревший тип таких преобразователей и худшие параметры управляемости и качества выходного сигнала по сравнению с транзисторными и преобразователями частоты, ТПЧ всё еще используются, особенно там, где нет необходимости поддерживать высокоточный режим работы электромотора и нужно:

обеспечить большой крутящий момент на низких оборотах мощных электродвигателей;
управлять высоковольтными моторами, питание которых превышает 660 Вольт;
создать оптимальное по стоимости и функциональности решения без переплаты за более современное, но более дорогое оборудование.

Наша компания “IES-drives” предлагает широкий ассортимент оборудования для управления электродвигателями и системами на их основе. Мы предлагаем частотники разных производителей и серий, как универсальные, так и специализированные, в том числе и на тиристорной элементной базе.

Кроме частотных преобразователей мы также предлагаем услуги по подбору оборудования, разработке промышленных систем на его основе, их наладки, обслуживанию и ремонту.

Если вам требуется подобрать оптимальный вариант частотников для решения конкретной производственной задачи, вы всегда можете обратиться за помощью к специалистам нашей компании.

вернуться в блог

Исследование тиристорных преобразователей частоты

Расчетный файл схемотехнического моделирования CIR в профессиональной версии программы MicroCap по начертанию соответствует принципиальной электрической схеме тиристорного преобразователя частоты, что позволяет производить исследование схемы непосредственно инженеру-разработчику.

Силовая техника отличается, как правило, простотой схемных решений и сложностью анализа электромагнитных процессов, вызванных существенной нелинейностью вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов. Методы исследований с помощью программ схемотехнического моделирования дали разработчикам силовых тиристорных преобразователей частоты необходимые средства для исследований, которые проводятся на моделях электротермических установок различного назначения.

Эмпирические факты, накопленные поколениями инженеров-разработчиков преобразовательной техники, наконец получают подтверждение или опровержение, способствуя прогрессу техники индукционного нагрева. Исследования на реальных объектах силовой преобразовательной техники трудоемкие, опасные и дорогие.

В то же время проектирование силовых установок на основе результатов схемотехнического моделирования и, главное, проверка его в результате промышленной эксплуатации является оптимальным решением современного уровня. Индукционная технология — как затратная отрасль — для производственников является объектом экономии площадей, персонала и капитальных вложений, но альтернативы ей пока нет.

На рис. 1 показан файл .CIR для схемотехнического моделирования электротермической индукционной плавильной установки с тиристорным преобразователем частоты в программе MicroCap [1].

Тиристорный преобразователь частот, согласно рис. 1, выполнен на основе схемы несимметричного одноячейкового инвертора, который через выпрямитель подключен к трехфазной промышленной сети переменного тока. Нагрузкой автономного последовательного несимметричного инвертора тока является резонансный контур, образованный конденсаторами С5 и С6 и индуктором L8 с эквивалентной загрузкой электропечи R30. Индуктор является основным элементом в технологическом процессе индукционного нагрева ТВЧ. Величина индуктивности и эквивалентного сопротивления загрузки индуктора определяется на основе расчетов и последующей экспериментальной проверки [2].

Файл MicroCap, изображенный на рис. 1, с указанными параметрами элементов силовой схемы соответствует тиристорному преобразователю частоты для индукционной плавки металлов мощностью 120 кВт, частотой 2,4 кГц, внешний вид которого показан на рис. 2.

На промышленных предприятиях плавка токами высокой частоты (ТВЧ) в печах типа ИСТ (рис. 2) до недавнего времени производилась с помощью машинных генераторов — технических чудовищ эпохи развитого социализма, которые используются и по сей день. К сожалению, отечественные электромеханические генераторы ТВЧ отличаются плохим качеством, большим весом, габаритами и шумом при работе. Поэтому началась разработка альтернативных статических источников электропитания повышенной частоты. В России несколько научных центров промышленной технологии индукционного нагрева металлов и разработки тиристорных преобразователей частоты. Авторы представляют Уфимскую научную школу, основанную в 1969 г. С. М. Кацнельсоном и С. В.Шапиро, которая стала пионером внедрения в промышленную эксплуатацию тиристорных преобразователей повышенной частоты для индукционного нагрева металлов. В Уфе были созданы три КБ, в которых работали сотни инженеров. За рубежом нет большого опыта проектирования статических источников ТВЧ. Ведущие зарубежные электротехнические фирмы набирают и увольняют сотрудников по мере надобности, лишь для выполнения отдельных заказов.

Дополнительным преимуществом тиристорных преобразователей частоты, в сравнении с машинными генераторами ТВЧ, является возможность изменения рабочей частоты при плавке металла. Это исключает необходимость переключения электротермических конденсаторов в процессе выхода индукционной электропечи на установившийся режим. Высокочастотные контакторы, применяемые для этого, превратились в технический атавизм.

На рис. 2 изображен автоматизированный комплекс для индукционной плавки черных и цветных металлов в литейном производстве. Область его применения — открытая плавка ТВЧ в индукционных печах типа ИСТ черных и цветных металлов и сплавов, а также переплава отходов производства в печах с кислой футеровкой и графитовых тиглях для литья по выплавляемым моделям, литья в кокили и земляные формы.

Система регулирования коэффициента мощности (cos φ) индукционной электропечи, режимы ручного и автоматического регулирования выходной мощности при изменении рабочей частоты литейного комплекса позволяют вести плавку на форсированных, экономически выгодных тепловых режимах.

В уфимских преобразователях применяется неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель. Это устройство вносит меньше искажений в питающую сеть, чем управляемый выпрямитель, и более надежно в эксплуатации. В его конструкции используются диоды Д143-800-18.

Блок силовых вентилей инвертора выполнен на тиристорах ТБ143-400-10 и обратных диодах ДЧ261-320-12.

На рис. 1 пунктиром выделены тиристорные преобразователи частоты, батарея печных конденсаторов и индукционная печь ИСТ с индуктором, общий вид которых показан на рис. 2. Эти компоненты комплекса для плавки ТВЧ сравнимы между собой по габаритам, весу и стоимости.

В созданной нами схемотехнической модели тиристорного преобразователя частоты использована макромодель силового тиристора из библиотеки MicroCap (Silicon Controlled Rectifier — SCR), параметры которой приведены на рис. 3.

В схемотехнической модели (рис. 1) включение тиристоров схемы преобразователя частоты производится импульсными источниками сигналов IMPULSE, моделирующими выходной формирователь импульсов системы управления тиристорным преобразователем частоты.

Программа MicroCap использует макросы основных компонентов. Исходные файлы можно создавать в оригинальном формате, либо использовать описание схем и задание на моделирование на языке SPICE (расширение имени — .CKT). В стандартной макромодели тиристора уточнены параметры применяемых нами тиристоров.

К сожалению, у отечественных производителей силовых полупроводниковых элементов нет практики выпуска продукции на рынок одновременно с их PSPICE-описанием, как это делают зарубежные фирмы. Это ограничивает рынок российской электротехнической продукции и усложняет задачи разработчиков современной преобразовательной техники, в частности, в области создания и исследования инверторно-индукционных силовых установок.

Описания PSPICE-моделей и стандартных элементов схемы приводятся в файле .TEXT, автоматически формируемом программой MicroCap и доступном для изменения пользователем. Там же указываются использованные нами нелинейные модели элементов — диодов, сердечников дросселей постоянного и переменного тока, трехфазного источника синусоидального напряжения промышленной частоты, генератора импульсов управления тиристорами.

При моделировании дросселя постоянного тока (индуктивности L4 и L5) со стальным сердечником использована его аппроксимация по нескольким точкам характеристики намагничивания, приведенная в [3] для используемой нами электротехнической стали 3425. Далее приведена методика исследований инверторно-индукционной силовой установки повышенной частоты, с учетом влияния на протекание электромагнитных процессов дросселя постоянного тока и нелинейного дросселя насыщения, включенного последовательно с тиристорами (рис. 1).

Учет при схемотехническом моделировании существенных нелинейностей всех элементов позволяет получить, в ряде случаев, более точные результаты, чем это возможно при непосредственном измерении на ТВЧ-установке.

Первым этапом исследования модели (рис. 1) является проведение частотного анализа (AC Analysis) резонансных свойств нагрузочного колебательного контура и определение его добротности.

Для плавки в печи ИСТ-0.16 рассчитываем необходимую мощность тиристорного преобразователя частоты, при частоте 2,4 кГц равную 360 кВт·ч/т×0,16 т/ч = 60 кВт. Учитываем электрический и тепловой КПД индукционной электропечи, равный 0,7.

Типовой индуктор этой печи имеет наружный диаметр 420 мм, сечение витка — 20J20 мм, количество витков — 14, длину индуктора — 460 мм. Верхний диаметр для шаблона — 260 мм, нижний диаметр — 210 мм, высота — 540 мм.

По этим исходным данным рассчитываем индуктивность индуктора с шаблоном (L8 = 25 мкГн) и эквивалентное сопротивление для рабочего режима (R30 = 0,026 Ом).

На первом этапе исследований мы решаем следующие задачи, считая, что параметры индуктора соответствуют расчетным значениям:

выявляем диапазон изменения сопротивления в колебательном контуре нагрузки;
для известной величины индуктивности индуктора определяем емкости конденсаторов;
определяем резонансную частоту нагрузочного контура.

Эти задачи решаются подпрограммой моделирования stepping (последовательного расчета с определенным шагом изменения параметров выбранного элемента).

На рис. 4 показаны результаты частотного анализа схемы, проведенного для установления частоты управления тиристорами модели от генератора импульсов и, соответственно, рабочей частоты тиристорного преобразователя частоты.

На рис. 4 показаны два открытых окна программы MicroCap. В активном переднем окне изображена полученная характеристика зависимости напряжения на индукторе L8 в диапазоне частот от 100 Гц до 100 кГц. Видно, что резонансная частота колебательного нагрузочного контура близка к стандартному значению — 2,5 кГц. Левый, субгармонический резонанс обусловлен влиянием индуктивности входного дросселя.

Учитываем, что тиристоры этой схемы включаются с вдвое меньшей частотой, чем рабочая частота тиристорного преобразователя частоты. Это является одним из основных достоинств рассматриваемой схемы, компенсирующих ее недостаток — значительную установленную мощность реактивных элементов.

По результатам этих исследований определяем длительность интервалов повторения импульсов для генератора импульсов схемотехнической модели, равную 800 мкс. Устанавливаем амплитуду импульсов — 10 В, крутизну переднего фронта — 1 мкс, длительность импульсов — 20 мкс. Эти параметры соответствуют импульсам управления тиристоров тиристорного преобразователя частоты.

Вторым этапом исследования является проведение анализа переходных процессов (Transient analysis), в том числе особенности включения тиристорного преобразователя частоты. На этом этапе производится расчет номинальных значений токов и напряжений основных элементов схемы — тиристоров, диодов и конденсаторов.

Всегда считалось, что токи и напряжения полупроводниковых элементов определяют перегрузочные и аварийные режимы силового оборудования. В настоящее время это не совсем так. Совершенствование параметров полупроводниковых элементов привело к тому, что из характеристик силового оборудования исчезают такие понятия, как «коэффициент сменяемости тиристоров», обусловленный количеством их термоциклов, и «установленная мощность» — раньше указывались «коэффициенты запаса» для лавинных или нелавинных полупроводников.

Сейчас экстремальные характеристики полупроводниковых элементов — мощных тиристоров и силовых диодов— в целом, удовлетворяют разработчиков. В настоящее время отработаны технические средства защиты силовых полупроводников (быстродействующие предохранители и автоматы), появились новые элементы, которые демпфируют перенапряжения, разработаны эффективные схемы бесконтактной защиты. Но это отдельная тема.

На первый план при проектировании устройств силовой электроники вышли новые, удельные характеристики — кВт/кг, величина КПД.

На рис. 5 слева вверху показана кривая, которая характеризует изменения выходного тока при включении однотактной схемы инвертора. Эта кривая соответствует процессам индукционной силовой установки при заданной индуктивности дросселя входного тока.

Во втором окне рис. 5 наверху выделен коммутирующий конденсатор С2, через который протекает выходной ток инвертора.

Форма выходного тока преобразователя рассчитана для нагрузочного контура, настроенного на вторую гармонику.

Величина тока С2 рассчитана в амперах. По первым циклам этой кривой мы выявляем необходимость предварительного заряда коммутирующего конденсатора С2, емкостью 80 мкФ, с начальной величиной напряжения IC = 500 В. Заряд этого конденсатора, перед включением тиристорного преобразователя частоты, обеспечивает тиристорам время восстановления их управляемости.

Задержка тока перехода пары тиристор/диод через нулевое значение (видимая с помощью электронной лупы) обусловлена применением последовательного дросселя насыщения.

Нижняя кривая (рис. 5) показывает максимальную величину и отсутствие перенапряжений на тиристоре и диоде (они выделены на схеме внизу) от момента включения тиристорного преобразователя частоты. На этом этапе исследований уточняем параметры демпфирующих элементов для снижения коммутационных перенапряжений силовых полупроводников.

По результатам расчета в MicroCap переходных процессов определяется их длительность, характер и гармонический состав. Далее, в основном, нас интересует гармонический состав выходного тока тиристорного преобразователя частоты.

В этой статье, написанной специально для журнала «Силовая электроника», нами приводятся результаты исследований схемотехнической модели электротермической установки мощностью 100 кВт, частотой 2,4 кГц, для индукционной плавки металла в индукционной плавильной печи типа ИСТ 0.16, работающей на 2-й гармонике выходного тока.

Гармонический анализ производится разложением по Фурье кривой выходного тока тиристорного преобразователя и осуществляется в ходе схемотехнического моделирования методами цифровой обработки сигнала (DSP) рассчитанной кривой переходного процесса.

Определение амплитуды гармоник позволит установить возможные режимы тиристорного преобразователя частоты из условий выделения максимальной мощности в нагрузке и минимизации загрузки элементов реактивными токами [4, 5].

Анализ гармонического состава следует проводить для установившегося режима тиристорного преобразователя частоты, который характеризуется постоянным уровнем раскачки напряжения, или его амплитудой, при определенном значении напряжения на тиристорах относительно величины выпрямленного напряжения источника питания постоянного тока.

На рис. 6 показан результат анализа гармонического состава одного периода кривой выходного тока, длительностью 800 мкс.

Справа в окне MicroCap выделено изображение конденсатора С2, кривая тока которого исследуется нами. Амплитуды и частоты четырех первых гармоник и нулевая гармоника, изображенные на верхней диаграмме (рис. 6), показывают, что исследуемая схема тиристорного преобразователя частоты может эффективно работать на первой или второй гармониках. Эти настройки используются в тиристорном преобразователе частоты в зависимости от дополнительных требований технологического процесса.

Настройка на вторую гармонику [4] является компромиссом между дополнительной загрузкой полупроводников тиристорного преобразователя частоты, реактивной мощностью и повышением выходной частоты.

Настройка на первую гармонику характеризуется лучшим использованием тиристоров, снижением рабочей частоты и повышением выходной мощности [5].

Настройка на третью гармонику для установленных в схеме параметров элементов практического интереса не представляет. Дополнительная загрузка силовых полупроводников циркулирующей реактивной мощностью и снижение выходной мощности не компенсируются эффектом увеличения выходной частоты.

При других параметрах реактивных элементов эта схема автономного инвертора находит применение для создания тиристорного преобразователя частоты частотой до 22 кГц, мощностью 20 кВт. Исследование режимов аналогичных закалочных установок проводится с учетом параметров закалочного трансформатора с индуктором. Основным регулирующим воздействием является частота управления, при изменении которой реактивная мощность системы изменяется в значительных пределах.

Нами создана библиотека схемотехнических файлов тиристорных преобразователей частоты различного технологического назначения, которая сопровождает процесс проектирования индукционной установки от начальных этапов до внедрения в промышленную эксплуатацию, или реновации.

Далее показаны особенности определения мощности, рассеиваемой на отдельных элементах модели тиристорного преобразователя частоты и его нагрузки, что позволяет определить КПД инверторно-индукционной установки.

Полезную мощность определяем как среднее значение (AVG) мощности, рассеиваемой гармониками тока в сопротивлении индуктора (выделен на рис. 7). Альтернативный аналитический расчет выходной мощности тиристорного преобразователя частоты производится всегда с большой погрешностью, обусловленной учетом только основной гармоники. Точной является экспериментальная величина, которую обычно определяют как потери тепла в каналах протока воды системы охлаждения тиристорного преобразователя частоты.

На рис. 7 приведены расчетные кривые входной и выходной мощности модели тиристорного преобразователя частоты, при работе инвертора на второй гармонике. Расчетный интервал времени достаточно большой, чтобы приблизиться к установившемуся значению.

Входная мощность в модели тиристорного преобразователя частоты определяется как произведение постоянного тока входного дросселя и напряжения на выходе выпрямителя (Ud = 520 В).

Все расчетные кривые в MicroCap можно хранить в файлах, но перемножать, сдвигать, изменять их масштаб и т. д. необходимо в процессе проведения исследований.

Обычно напряжение Ud принимается за базовую величину при изображении характеристик схемы инвертора в относительных единицах и для сравнения с другими схемами.

Для токов базовой величиной является Ud/ρ.

где L — величина коммутирующей индуктивности (на схеме рис. 1 — L6), С — величина емкости коммутирующего конденсатора (на схеме рис. 1 — C2).

Для времени Tу базовой величиной является период управления тиристорами инвертора.

На рис. 7 показано, что расчетный КПД статического тиристорного преобразователя частоты выше, чем средняя величина в 50% для машинного генератора. При определении КПД для реального тиристорного преобразователя частоты нас интересует, в первую очередь, повышение температуры в каналах протока воды, расходуемой для охлаждения силовых элементов тиристорного преобразователя частоты. В модели тиристорного преобразователя частоты производится измерение мгновенной мощности, с возможностью вывода среднего, за период управления, значения. Этим объясняется дискретный характер входной и выходной мощности, кривые которых представлены на рис. 7.

Мы показали, пожалуй, 10% от возможностей применения программы MicroCap для исследования тиристорного преобразователя частоты. Функция Proba позволяет производить проверку заранее созданной модели оперативно, так как в ней не нужны значительные изменения и новые установки параметров расчета.

Опыт показывает, что созданные схемотехнические модели тиристорного преобразователя частоты являются таким же удобным инструментом для инженеров электронной техники, как цифровой осциллограф [5]. Уточнение параметров модели по осциллограммам электромагнитных режимов тиристорного преобразователя частоты позволяет получить расчетную модель, соответствующую реальному комплексу индукционного нагрева ТВЧ.

Заключение

В схемотехнической модели MicroCap учитываются все особенности нелинейных компонентов силовой электроники. Итерационные способы уточнения параметров схемы тиристорного инвертора по интегральным критериям позволяют приближать параметры модели к реальному объекту.
Интерактивные циклы уточнения схемотехнической модели тиристорного преобразователя частоты позволяют получить адекватную модель для более полных исследований.
Приведенные результаты получены в интернет-версии MicroCap 8.

Литература

Разевиг В. Д. Система схемотехнического моделирования MICRO-CAP V. М.: СОЛОН. 1997.
Шапиро С. В., Зинин Ю. М., Иванов А. В. Системы управления с тиристорными преобразователями частоты для электротехнологии. М.: Энергоатомиздат. 1989.
Валиуллина З., Зинин Ю. Схемотехническое моделирование силовых дросселей для тиристорных преобразователей повышенной частоты // Силовая электроника. 2007. № 1.
Зинин Ю. М., Марон В. М., Иванов А. В., Ройзман П. С. Методика расчета резонансных инверторов для электротермии // Электротехническая промышленность. Преобразовательная техника. 1983.
Зинин Ю. М. Методика схемотехнического моделирования и реновация резонансных инверторно-индукционных электротехнических комплексов // Вестник УГАТУ. 2005. Т. 6, № 2 (13).

Сайт Кафедры «Информатика и ИТ»

Индукционные установки, созданные на базе тиристорных преобразователей частоты, сделались необходимой составной частью крупных механизированных агрегатов, автоматических линий, целых цехов и заводов. Эксплуатация подтверждает их высокие технико-экономические показатели, которые получены за счет применения в качестве источников высокочастотного питания тиристорных преобразователей частоты. Главные преимущества тиристорных преобразователей заключены в малом расходе электроэнергии, за счет повышенного КПД и высокие регулировочные свойства, с глубиной регулирования 1:20. Используя резонансные свойства нагрузочного колебательного контура и изменяя частоту управления тиристорами, возможно осуществлять плавное регулирование мощности в ходе всего технологического процесса без переключений в силовых цепях и без громоздких коммутирующих устройств. Принципы регулирования, заложенные в тиристорных преобразователях частоты, позволяют использовать микропроцессоры, которые открывают широкие возможности оптимального программного управления самыми сложными технологическими процессами.

Улучшение частотных свойств тиристоров и диодов и увеличение их допустимых токовых нагрузок позволило Научному конструкторско-технологическому бюро «Вихрь» совместно с Научным производственным предприятием «Курай» г.Уфы создать унифицированные тиристорные преобразователи частоты третьего поколения.

К сожалению, в научно-технической литературе уровень технической проработки вопросов создания унифицированных тиристорных преобразователей частоты не соответствует важности этой проблемы. Более подробно освещены вопросы, связанные с созданием преобразователей на базе схем параллельных инверторов: схемотехника, расчет, управление мощностью, эксплуатация, конструирование. Что же касается преобразователей на базе схем последовательных резонансных инверторов, то анализ электромагнитных процессов в таких инверторах изложен фрагментарно в научно-технических сборниках и журнальных статьях, а методика инженерного расчета параметров элементов последовательных резонансных инверторов практически отсутствует. Кроме того, более подробно освещены вопросы проектирования, конструирования и эксплуатации специализированных преобразователей, для конкретного технологического процесса, а разработке, конструированию и эксплуатации унифицированных преобразователей на базе последовательных резонансных инверторов не уделяется должного внимания.

Накопленный многолетний опыт разработки и внедрения тиристорных преобразователей частоты на базе последовательных резонансных инверторов побудил авторов написать эту книгу, адресованную прежде всего электротехникам и эксплуатационникам промышленных предприятий. В ней основное внимание уделено схемам тиристорных преобразователей частоты на базе трех основных схем последовательных резонансных инверторов, которые нашли наибольшее распространение в промышленности: мостового последовательного резонансного инвертора со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты, мостового последовательного резонансного инвертора без встречно-параллельных диодов и простого несимметричного инвертора со встречно-параллельными диодами.

Главной задачей конструирования и эксплуатации индукционных установок с унифицированными преобразователями частоты является правильный выбор параметров каждого элемента схемы, создание взаимозаменяемых унифицированных блоков и оптимальное согласование режимов работы преобразователя с нагрузочным колебательным контуром. Рассмотрению данных вопросов и посвящена настоящая книга.

Предисловие, введение, глава первая, посвященная особенностям технологических процессов нагрева токопроводящих изделий и электромагнитного воздействия на расплав в машиностроении и требования к тиристорным преобразователям частоты, а также глава тиристорные последовательные резонансные инверторы в технологических комплексах машиностроения, — написаны Белкиным А.К. и Шуляком А.А. Глава третья, посвященная определению параметров тиристорных преобразователей частоты, написана Рогинской Л.Э. Глава четвертая «Расчет параметров индуктивных элементов последовательных инверторов» написана Костюковой Т.П. (за исключением разд. 4.6, написанного Белкиным А.К. совместно с Рогинской Л.Э. и разд. 4.7, написанного Белкиным А.К.). Глава пятая, в которой рассмотрены промышленные тиристорные преобразователи частоты с частотным управлением, написана Белкиным А.К. и Шуляком А.А. (за исключением разд. 5.4, написанного совместно Белкиным А.К., Рогинской Л.Э., Шуляком А.А.).

В индукционной электротехнологии параметры нагрузочного колебательного контура могут изменяться в широком диапазоне. Изменение электрических параметров вызывается изменением удельного электрического сопротивления и магнитной проницаемости при нагреве металлов, а для индукционных сталеплавильных тигельных печей изменением и геометрических размеров нагреваемого тела в результате сваривания и расплавления шихты. Следует отметить, что удельное сопротивление стали при нагреве возрастает вплоть до точки магнитных превращений (точки Кюри). В дальнейшем рост его замедляется. При температуре выше 1000°С удельные сопротивления стали различных маток практически становятся одинаковыми. Магнитная проницаемость слабо зависит от температуры примерно до 650…700°С, после чего быстро уменьшается и достигает значения, примерно равного магнитной проницаемости вакуума.

Таким образом, в зависимости от нагреваемого тела электрические параметры нагрузочного контура могут изменяться в широком диапазоне. А так как нагрузочный контур является составной частью схемы тиристорного преобразователя частоты, выполненного на базе последовательного резонансного инвертора, изменение параметров нагрузки вызывает изменение режима работы самого преобразователя. Следовательно, тиристорный преобразователь частоты, объект управления (нагрузочный колебательный контур) и система управления образуют сложную техническую систему- индукционную установку, которую часто называют управляемым тиристорно- индукционным комплексом.

Нетрудно заметить, что тиристорный преобразователь частоты является основной составной частью любой индукционной установки. От надежной его работы зависит надежная работа установки в целом, а значит и результат выполняемого технологического процесса. Поэтому так важно при создании тиристорного преобразователя частоты правильно определить параметры его составных элементов и узлов, спроектировать такую систему управления, которая бы обеспечивала работу преобразователя в широком диапазоне изменения параметров нагрузочного колебательного контура. Что же касается конструкции тиристорного преобразователя частоты, то следует отметить её специфические особенности, вызванные большим числом разнообразных элементов, входящих в состав любого преобразователя. Как следствие, большое количество вариантов схемных решений и конструктивных исполнений.

Целью настоящей книги является рассмотрение вопросов связанных с правильным выбором элементов тиристорных преобразователей частоты на основе анализа электромагнитных процессов в инверторе; оптимального согласования параметров инвертора с параметрами нагрузки и вопросы унификации конструкции преобразователей. В целом авторы стремились изложить материал по проблемам создания и эксплуатации тиристорных преобразователей частоты с точки зрения инженера, на прикладных аспектах и наглядной интерпретации вопросов.

Производители Тиристорных преобразователей из России

Продукция крупнейших заводов по изготовлению Тиристорных преобразователей: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

где производят Тиристорные преобразователи
⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)
Тиристорные преобразователи цена 24.09.2021
🇬🇧 Supplier’s Thyristor converters Russia

Страны куда осуществлялись поставки из России 2018, 2019, 2020, 2021

🇺🇦 УКРАИНА (31)
🇰🇿 КАЗАХСТАН (16)
🇰🇷 КОРЕЯ, РЕСПУБЛИКА (5)
🇩🇪 ГЕРМАНИЯ (4)
🇪🇪 ЭСТОНИЯ (3)
🇹🇯 ТАДЖИКИСТАН (3)
🇬🇪 ГРУЗИЯ (3)
🇻🇳 ВЬЕТНАМ (3)
🇧🇬 БОЛГАРИЯ (3)
🇨🇱 ЧИЛИ (2)
🇬🇷 ГРЕЦИЯ (2)
🇷🇴 РУМЫНИЯ (2)
🇹🇼 ТАЙВАНЬ (КИТАЙ) (2)
🇨🇿 ЧЕШСКАЯ РЕСПУБЛИКА (2)
🇮🇳 ИНДИЯ (2)

Выбрать Тиристорных преобразователей: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить Тиристорных преобразователей.
🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие российские производители Тиристорных преобразователей, в основном производства находятся в России. Из-за низкой себестоимости, цены ниже, чем на мировом рынке

Поставки Тиристорных преобразователей оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы по производству Тиристорных преобразователей

Заводы по изготовлению или производству Тиристорных преобразователей находятся в центральной части России. Мы подготовили для вас список заводов из России, чтобы работать напрямую и легко можно было купить Тиристорные преобразователи оптом

Тиристоры

Изготовитель пульты

Поставщики преобразователи статические

Крупнейшие производители Выпрямители

Экспортеры Части

Компании производители Электромагнитные подъемные головки

Производство Катушки индуктивности и дроссели

Изготовитель Теплообменники

Поставщики Программируемые контроллеры с памятью на напряжение не более В

Тиристорный преобразователь ТПЕ-100А (совместим с КБ-674) – AСM электроника

Описание

Технические характеристики тиристорного преобразователя (выпрямителя) ТПЕ-100:

Наименование параметра	ТПЕ-100
Номинальное входное напряжение, В	220
Допустимое отклонение входного напряжения, %	+5, -10
Номинальная входная частота, Гц	50
Число фаз питающей сети	3
Номинальный выходной ток, А	100
Номинальное выходное напряжение, В	300
Номинальная выходная активная мощность, кВт	11
Диапазон изменения выходного напряжения, В	0…300
Перегрузочная способность	200%
Количество дискретных входов	7
Количество дискретных выходов	3
Тип управления СИФУ	цифровое с выводом на панель оператора
Коэффициент полезного действия, %, не менее	94
Коэффициент мощности, не менее	0,87
Габариты, мм:	300х200х150
Вес, кг:	16

Дополнительные характеристики:

Максимальная рабочая температура окружающей среды 50°C
Виды индикации – световая
Степень защиты IP64
Ограничение по току
Защита от перегрузок
Защита от перегрева
Защита от короткого замыкания
Защита от переполюсовки
Защита от повреждения силового модуля
Защита от потери фазы
Защита от заклинивания электродвигателя
Защита от превышения допустимой скорости
Защита от перегрузки по максимальному току
Самодиагностика

Области применения тиристорного привода постоянного тока

Для любых устройств с двигателем постоянного тока. Для деревообрабатывающих станков, станков с ЧПУ, станков производящих мебель, фрезерных, строгальных, резьбонарезных, контурорезных, токарных, шлифовальных, зубообрабатывающих станков. Для грузоподъемных механизмов.

Преобразователь не требует специализированной установки и обслуживания.

Преимущества цифрового тиристорного преобразователя

По сравнению с релейно-контакторной схемой, ТПЕ обеспечивает полный контроль над скоростью вращения двигателя как при разгоне, так и при торможении. Он обладает высоким КПД, экономия средств – до 60% затрат на электроэнергию по аналогии с частотным преобразователем.

Ресурс тиристорного преобразователя в разы выше релейной схемы за счет отсутствия подвижных элементов, что даёт экономию на обслуживании и затратах на ремонт.

ТПЕ полностью берет на себя контроль над двигателем, исключая человеческий фактор – торможение противотоком, резкие переключения скоростей, приводящие к выходу из строя дорогостоящих элементов, таких как электродвигатели и редуктора.

Данный преобразователь разработан конкретно для грузовой тележки и поворота крана. Он рассчитан на работу в тяжелых климатических условиях и собран в шкафу IP64, все платы и электронные элементы покрыты диэлектрическим лаком. Реализовано пассивное охлаждение. Напряжение питающей сети 220В, частота 50-60 Гц. Реверсивное исполнение.

Силовая часть преобразователя рассчитана с двойным запасом по мощности – для каретки номинальный ток составляет 100А, для поворота – 160А. Поэтому он максимально надежен, прост в установке и не требует абсолютно никаких переделок схемы и профилактического обслуживания.

Оформить покупку тиристорного преобразователя можно на сайте либо связавшись с нами по указанным телефонам. Доставка производится в Киев, Днепр, Сумы, Полтаву, Краматорск, Мелитополь, Николаев, Одессу, Луцк, Винницу, Херсон и все другие города Украины.

Электрозавод

Сайт компании: http:/elektrozavod.ru/

ОАО «ЭЛЕКТРОЗАВОД» является одним из ведущий российских и мировых производителей электротехнического оборудования для различного применения. Компания поставляет оборудование для энергетической и нефтегазовой промышленности, металлургии, машиностроения, а также транспортной отрасли, оборонной промышленности и ЖКХ. Оборудование, выпущенное под брендом «ЭЛЕКТРОЗАВОД» успешно эксплуатируется в 60 странах мира.

В настоящий момент ОАО «ЭЛЕКТРОЗАВОД» является крупнейшей инжиниринговой компанией. Деятельность компании ориентирована на комплексную реализацию «под ключ» объектов энергетики.

ОАО «ЭЛЕКТРОЗАВОД» сотрудничает с крупнейшими заказчиками во всех отраслях экономики и предлагает полный спектр услуг от разработки, изготовления и комплексной поставки оборудования, до проектирования и строительства объектов в качестве генподрядчика.

Производимое оборудование

Тип приводного устройства	Наименование серии
Низковольтный преобразователь частоты
Высоковольтный преобразователь частоты	Тиристорные преобразователи частоты ТПЧ Преобразователи частоты двухтрансформаторные ПЧД
Низковольтное устройство плавного пуска
Высоковольтное устройство плавного пуска	Тиристорный регулятор напряжения ТРН Тиристорное пусковое устройство серии ТПУ

Частотные преобразователи:

Тиристорные преобразователи частоты (ТПЧ)

Рис 1. Тиристорный преобразователь частоты серии ТПЧ

Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ шкафного исполнения предназначен для управления синхронными двигателями с ограничением. Частотные преобразователи серии ТПЧ осуществляют плавный пуск двигателя, с ограничением величины пускового тока до 0,9 I _ном — 1,1 I _ном , а также регулировку частоты вращения по требуемому параметру.

Диапазон мощностей: 1000 — 4500 кВт (100 – 320 А)

Напряжение питания: Трехфазное 6,3 кВ; 10,5 кВ

Устройства данной серии могут в зависимости от типа могут выполняться как с воздушным так с водяным охлаждением.

На рисунках 2 и 3 изображены структурные схемы схемы шести- (вверху) и двенадцати-пульсных тиристорных частотных преобразователей ТПЧ.

Рис. 2. Структурная схема шести-пульсного тиристорного преобразователя частоты ТПЧ-СД

Рис. 3. Структурная схема двенадцати-пульсного тиристорного преобразователя частоты ТПЧ-СД

Преобразователи частоты двухтрансформаторные (ПЧД)

ПЧД – частотный преобразователь шкафного исполнения, выполненный по двухтрансформаторной схеме, предназначен для управления синхронными двигателями с ограничением. Частотные преобразователи серии ПЧД осуществляют плавный пуск двигателя, с ограничением величины пускового тока до 0,9 I _ном — 1,1 I _ном а также регулировку частоты вращения по требуемому параметру.

Диапазон мощностей: 160 — 960 кВт (300 – 1714 А)

Напряжение питания:

Трехфазное 6 кВ, 10 кВ.

Устройства данной серии могут быть выполнены как с воздушным так с водяным охлаждением.

На рисунке 4 изображена структурная схема преобразователя частоты двухтрансформаторного ПЧД-АД

Рис. 4. структурная схема преобразователя частоты двухтрансформаторного ПЧД-АД

Устройства плавного пуска:

Тиристорные регуляторы напряжения (ТРН)

Рис 5. Тиристорный регулятор напряжения серии ТРН

Многофункциональные устройства плавного пуска серии ТРН предназначены для плавного пуск электродвигателей, с ограничением величины пускового тока до 1,5 I _ном – 3,5 I _ном. ТРН может осуществлять поочередный пуск до 12 электродвигателей. Длительность пускового режима –от 8 до 60 с. в зависимости от мощности двигателей и режимов нагрузки.

Диапазон мощностей: 1000 — 3500 кВт (100 – 350 А)

Напряжение питания:

Трехфазное 6,3 кВ; 10,5 кВ

На рисунке 6 изображена структурная схема тиристорного регулятора напряжения ТРН-АД/СД

Рис. 6. Структурная схема тиристорного регулятора напряжения ТРН-АД/СД

Тиристорные пусковые устройства ТПУ

Рис 7. Тиристорное пусковое устройство серии ТПУ

Многофункциональные устройства плавного пуска серии ТПУ предназначены для плавного пуска синхронных и асинхронных электродвигателей, с ограничением величины пускового тока до 1,5 I _ном – 3,5 I _ном. ТПУ может осуществлять поочередный пуск до 12 электродвигателей. Длительность пускового режима – от 2 до 60 с. в зависимости от мощности двигателей и режимов нагрузки.

Диапазон мощностей: 1000 — 4800 кВт (100 – 400 А)

Напряжение питания: Трехфазное 6,3 кВ; 10,5 кВ

На рисунке 8 изображена структурная схема устройства плавного пуска серии ТПУ-СД

Рис. 8. Структурная схема тиристорного пускового устройства ТПУ-СД

Виды промышленных тиристорных преобразователей (инверторов)

Большинство электрических машин рассчитано на работу при стабильном значении напряжения и частоты питающей сети. Для управления параметрами двигателя (мощность на валу, частота вращения) необходимо изменение номиналов напряжения питания. В преобразователях напряжения и частоты используются транзисторы и тиристоры. Последние традиционно применяются для устройств высокой мощности, хотя появление достаточно мощных IGBT транзисторов позволяет постепенно избавляться от тиристорных схем из-за присущих им недостатков.

Мощный тиристор

Принципы регулировки различаются для питающего напряжения постоянного тока или переменного.

Важно! В промышленности под аббревиатурой ТПЧ подразумеваются преобразователи для систем индукционного нагрева металлов. Для электроприводов используется термин – частотно-регулируемый привод или частотный преобразователь для электропривода.
Виды преобразовательных агрегатов
Преобразование может выполняться различными схемами, в которых отличается принцип работы. Различают несколько типичных вариантов использования тиристоров:
Управляемые выпрямители;
Инверторные преобразователи.
Управляемый выпрямитель характеризуется тем, что вместо части или всех диодов установлены тиристоры, коммутируя которые в определенные моменты времени можно управлять величиной среднего напряжения на нагрузке.
Управляемый выпрямитель
Преобразователь напряжения на тиристорах, включенный по схеме управляемого выпрямителя, в силу особенностей работы, можно использовать только в цепях переменного тока для питания нагрузки постоянным напряжением.
Инверторные преобразователи формируют напряжение, по форме близкое к синусоидальному, из постоянного. При этом может быть получено различное количество фаз, имеется возможность регулировки амплитуды и частоты напряжения.
Частотный преобразователь
Асинхронный двигатель для осуществления возможности управления мощностью и частотой вращения может включаться только через инверторный преобразователь (частотник).
Схема 3-фазного частотника
Тиристорные трехфазные преобразователи частоты используются для управления мощной нагрузкой и находят применение там, где нет возможности включения оборудования на IGBT транзисторах.
Различают два класса устройств по принципу коммутации управляющих элементов:
С одноступенчатой коммутацией;
Двухступенчатые.
Одноступенчатые устройства отличаются простой схемотехникой, но не обладают возможностью регулировки выходного напряжения, поскольку управление производится всеми тиристорами одновременно. Регулирование напряжения идет путем установки в цепи постоянного питающего напряжения через установку регулируемого выпрямителя.
В свою очередь, двухступенчатые преобразователи делятся на схемы:
С групповой коммутацией;
С пофазной коммутацией;
С индивидуальным управлением.
Данные устройства сложнее не только схемой управления, но и силовой частью, поскольку в них присутствует две группы тиристоров: анодные и катодные.
Групповая коммутация
Управляющие сигналы поступают раздельно на анодную или катодную группу.
Пофазная коммутация
Управление осуществляется раздельно по каждой фазе преобразования путем отключения анодного или катодного тиристора.
Индивидуальная коммутация
Здесь управление производится каждым тиристором преобразователя раздельно. За счет индивидуального управления можно реализовывать большое число алгоритмов преобразования, снижать до минимума искажения формы сигнала и уровень электромагнитных помех.
Особенности тиристорного управления
Тиристоры в качестве коммутирующих элементов характеризуются тем, что могут использоваться исключительно в качестве ключей. Каталог номенклатуры тиристоров отличается тем, что большинство элементов в нем не требует постоянной подачи управляющего сигнала. Здесь используется свойство тиристоров сохранять открытое состояние после снятия управления. Запирание происходит только тогда, когда ток через элемент снижается ниже определенного уровня, или происходит смена полярности напряжения на аноде и катоде.
Не дожидаться смены полярности или уменьшения тока можно, применяя специальные запираемые тиристоры, которые запираются путем подачи сигнала на управляющий электрод.
Любой тиристорный преобразователь отличается высоким уровнем искажения формы напряжения. Также в момент переключения возникают импульсы электромагнитных помех, для уменьшения уровня которых требуется использование дополнительных схемных решений (коммутация в момент перехода напряжения через нуль, установка помехоподавляющих фильтров).
Искажение формы сигнала
Схемные решения преобразователей на основе тиристоров
Особенностью схем на тиристорах является то, что они рассчитаны на работу с определенным характером нагрузки.
Последовательный и параллельный инверторы тока
Данный тип преобразователей имеет дополнительный конденсатор, включенный последовательно или параллельно нагрузке. Назначение конденсатора – обеспечение надежного запирания тиристоров, не участвующих в прохождении тока по силовой цепи. Для стабилизации тока через нагрузку вход инвертора тока содержит индуктивность, которая в идеальном случае должна стремиться к бесконечности.
Комбинированные схемы
Комбинированная последовательно-параллельная схема содержит два конденсатора и позволяет улучшить нагрузочные характеристики устройства. В частности, такая схема отличается большей устойчивостью при работе с малой нагрузкой.
Последовательная, параллельная и комбинированная схемы
Преобразователь напряжения Мак-Мюррея
Схема Мак-Мюррея включает в себя контур LC. Данный контур образуется из соединения конденсатора и катушки индуктивности через открытый в данный момент тиристор, закрывая противоположный.
Схема Мак-Муррея
Данное решение позволяет питать индуктивную нагрузку, например, устройства, в которых производится индукционный нагрев или сварка металлических конструкций.
Последовательный резонансный инвертор
В подобной схеме емкость конденсатора и индуктивность подобраны таким образом, чтобы на частоте преобразования LC контур находился в резонансе. Таким образом, управление тиристорами будет происходить на резонансной частоте.
Преобразование может вестись на более высокой частоте, что улучшает характеристики схемы из-за лучших условий переключения ключевых элементов.
Схема модели индукционного комплекса на тиристорах
Устройства индукционного нагрева наиболее часто используют схему Мак-Мюррея или резонансный преобразователь, поскольку нагрузка носит явно выраженный индуктивный характер. Индукционные нагревательные приборы потребляют значительный ток, поэтому в мощных печах используются именно тиристоры, несмотря на более лучшие по параметрам транзисторы.
Поскольку для питания объектов промышленных предприятий используется трехфазный переменный ток, конструкция обязательно содержит выпрямитель, который на выходе образует постоянный ток.
Использование тиристоров в качестве ключевых элементов инвертора позволяет создавать простые и надежные схемы, основной недостаток которых заключается в достаточно сильных искажениях формы напряжения и высоком уровне электромагнитных помех.
Видео
Общие сведения о статическом преобразователе частоты
Статический преобразователь частоты означает, что в нем нет вращающихся частей — также называемый твердотельным — определение относится к преобразователю частоты вращения, который использует электродвигатель для вывода регулируемой частоты.

Статический преобразователь частоты преобразует фиксированную мощность сети через переменный ток в постоянный в переменный с помощью внутренних электронных частей и компонентов, многофункциональный инвертор преобразует сеть (50 Гц или 60 Гц, 120 В, 240 В, 400 В) через схему преобразования и преобразует в требуемое напряжение и частотный источник питания, выходной источник питания может имитировать международные стандарты энергосистемы.Введите одно- или трехфазное питание переменного тока, преобразуйте переменный ток в постоянный, постоянный в переменный, на выходе будет стабильная чистая синусоида, а также можно выдавать 400 Гц в авиастроении.
Для того, чтобы адаптироваться к тенденциям времени, касающимся защиты окружающей среды, статический преобразователь частоты использует передовую технологию ШИМ (широтно-импульсной модуляции), а в качестве привода используется усовершенствованный силовой модуль IGBT от всемирно известного бренда, имеет небольшой объем, высокая надежность, низкие шумовые характеристики. Статический преобразователь частоты, использующий технологию цифровой обработки сигналов, может обеспечивать напряжение, частоту, ток, коэффициент мощности и т. Д.точные данные; Конструкция модуля IGBT большой емкости и специальная схема управления для IGBT могут эффективно снизить сложность схемы и повысить надежность и стабильность статического преобразователя частоты; Вход и выход электрические полностью изолированы, защита от заклинивания и безопасность двигателя. Преобразователь может обеспечивать однофазное напряжение 0 ~ 300 В, трехфазное (0 ~ 520 В) и частоту 40 ~ 499,9 Гц, при этом программируемая частота относится к набору.
Как выбрать статический преобразователь частоты?
Статический преобразователь частоты GoHz может преобразовывать 60 Гц в 50 Гц, а также может повышать напряжение с 110 В до 220 В с помощью встроенного повышающего трансформатора, и наоборот.Перед покупкой статического преобразователя частоты лучше понять, с какими нагрузками он будет связан. Существует пять распространенных форм нагрузки: 1, резистивная нагрузка; 2, индуктивная нагрузка; 3, емкостная нагрузка: 4, выпрямительная нагрузка; 5 — регенеративная нагрузка; 6, смешанные загрузки. Выбирать мощность статического преобразователя следует в зависимости от грузоподъемности и типа.
Типоразмер статического преобразователя частоты
Твердотельные преобразователи частоты GoHz не предъявляют особых требований к типам нагрузки, они могут использоваться для резистивных, индуктивных, емкостных, выпрямительных и смешанных нагрузок.Технические параметры проверены на основе стандартных условий номинальной резистивной нагрузки, эти статические преобразователи частоты могут длительно работать в этих условиях. Но, учитывая колебания напряжения в электросети, пусковой ток и факторы кратковременной перегрузки, мы должны сохранить соответствующий запас в выборе мощности преобразователя. Вот несколько рекомендаций производителя:
Активная нагрузка : Мощность = 1,1 × мощность нагрузки.
RC-нагрузка : мощность = 1.1 × полная мощность нагрузки.
Нагрузка двигателя : Пусковой ток двигателя составляет прибл. В случае жесткого пуска (прямого пуска) в 5-7 раз больше номинального тока, время пуска обычно в пределах 2 секунд. Статическая перегрузочная способность преобразователя частоты обычно составляет 200% в течение 2 секунд до срабатывания защиты от перегрузки. Поэтому, учитывая пусковую мощность, рекомендуется выбирать мощность твердотельного преобразователя, в 3 раза превышающую мощность двигателя, если двигатель жестко запускается, в противном случае лучше установить на двигатель устройство плавного пуска или преобразователь частоты.
Нагрузка выпрямителя : входная цепь включает выпрямительный диод (или тиристор) и конденсаторы фильтра, если входная цепь не имеет устройства плавного пуска, нагрузка может рассматриваться как короткое замыкание во время замыкания входного переключателя, которое будет генерировать сильный ударный ток для срабатывания защиты статического преобразователя от сверхтока. Если часто возникает большой пусковой пусковой ток, это также повлияет на цепь нагрузки. Следовательно, входная цепь нагрузки выпрямителя должна принимать меры плавного пуска для ограничения пускового тока.
Поскольку ток нагрузки выпрямителя является импульсным, пик-фактор тока составляет до 3–3,5 раз, поэтому он будет влиять на форму выходного напряжения в долгосрочной перспективе, влияние зависит от пик-фактора тока нагрузки. Как правило, когда пик-фактор тока> 2:00, выберите мощность твердотельного преобразователя частоты по следующей формуле: Мощность = = пик-фактор тока нагрузки / 2 × полная мощность нагрузки.
Рекуперативная нагрузка : например, реверсивный двигатель, нагрузки двигателя с регулируемой скоростью, во время реверсирования двигателя будет высокая обратная ЭДС, что может легко повредить статический преобразователь, пожалуйста, укажите это перед заказом преобразователя частоты для таких нагрузок.
Смешанная нагрузка : при выборе подходящего статического преобразователя частоты учитывайте долю мощности каждой нагрузки.
Примечание: Заводское входное напряжение по умолчанию составляет 220 В для однофазного, 380 В для трехфазного, 60 Гц или 50 Гц. Если вам необходимо изменить входное напряжение или у вас есть особые требования, укажите это при оформлении заказа.
тиристорный преобразователь — Французский перевод — Linguee
Высоковольтный ta g e тиристорный преобразователь h a vi ng множество тиристоров […]
модуля (SM), тиристоры (ET) которых управляются с помощью света
[…]
чувствительных элементов (4), электрических компонентов и отражающих зеркал (6a, 6b, 6c; 6), индивидуально связанных с тиристорными модулями из светового облучателя (2), излучающего световой луч (3) в ответ на внешнюю команду управления, характеризующийся множеством полупрозрачных зеркал (6a, 6b, 6c; 6), расположенных последовательно на пути прохождения сигнала светового луча (3), испускаемого упомянутым облучателем (2), для отражения сигнала светового луча (3) от упомянутого облучателя в направлении каждый из указанных тиристорных модулей (ЕТ).
v3.espacenet.com
Convertisseur th yri stors h aute-te ns ion, comportant plus ie urs modules […]
тиристор ( SM) dont l es тиристор (E T) sont команд, au moyen
[…]
светочувствительных элементов (4), составных лекторий и микропроцессоров (6a, 6b, 6c; 6), связанных отдельных вспомогательных модулей тиристора, отдельных источников света (2) световых лучей (3) en rponse une инструкция externe de fonctionnement, caractris par plusieurs demi-miroirs (6a, 6b, 6c; 6) dispossément sur le trajet de distribution du signal du faisceau lumineux (2) mis par ladite source de rayonnement (2), pour rflchir le signal du faisceau lumineux (3), являющийся источником ладитового источника в районе, по сравнению с модулями тиристора (ET).
v3.espacenet.com
Ожидаются резкие изменения источника питания из-за таких условий, как: a. Несколько
[…]
инверторов соединены между собой
[…] с коротким автобусом. г. A тиристорный преобразователь a n d инвертор соединены между собой […]
с короткой шиной.
[…]
г. Установленный конденсатор опережения фазы открывается и закрывается.
hitachi-ds.com
Различные вариации напряжения питания, которые не допускаются для набора условий в очереди: a. Interconnexion de plusieurs variateurs, номинал
[…]
bus de faible longueur. б.
[…] Interco nn exio n d ‘un convertisseur тиристоры и t d’ un v ar iateur […]
par un bus de faible longueur.
[…]
г. Ouverture et fermeture d’un конденсатор для автоматической установки фазы.
hitachi-ds.com
Тиристорный преобразователь s y st em с подавлением высших гармоник
v3.espacenet.com
S ys t me тиристор преобразователя ave c s вверх ss ion des […]
гармоники
v3.espacenet.com
Одиночная схема общего выключения f или a тиристорный преобразователь
v3.espacenet.com
Цепь гашения ra lis pou r u n convertisseur тиристор
v3.espacenet.com
Недавнее инженерное исследование объекта на реке Угорь
[…]
рекомендовал
[…] Замена HV D C преобразователя s t на контроль ионов и модернизация воздушного охлаждения ol e d тиристор v a lv es с обычной жидкостью ol e d тиристор v a lv es.
nbso.ca
Dans une rcente tude d’ingnierie portant sur le poste d’Eel River, on Recommandait de remplacer les commandes
[…]
от станций
[…] преобразование HVDC и метры в и ves тиристор ref ro idies par air au moyen de va lves тиристор conv en refroidies par liquid.
nbso.ca
Специально разработан для монтажа на печатной плате, где есть
[…]
ограничение места. Для подавления
[…] помехи fr o m тиристор s w it ching, triac […]
регуляторов и регуляторов угла сдвига фаз.
reo.de
Лейка для подавления паразитов, полученных от
[…] la com mu tatio n d e тиристор c omm utati on , des […]
регулятора симистора и регулятора угла фазы.
reo.de
T h e тиристор p o we r блоки всегда должны быть рассчитаны на […]
напряжение фаза-фаза, независимо от того, подключена ли нагрузка
[…]
в конфигурации звезды или треугольника.
jumo.net
L e s варианты d e pu is sance тиристоры do ivent t oujours […]
измерения для натяжения, составляющие независимость
[…]
que la charge soit monte en toile ou en треугольник.
jumo.net
Техника обнаружения нулевого напряжения es — Тиристор f i или ng методы
электрон.это
Techn iq ues de dt ec tion de stretch zro — Techn iq ues d ‘зажигание Тиристор
electronics.it
Эксперименты с техникой управления фазовым углом зажигания разрешены благодаря включению
[…] универсальный 6-или tp u t Тиристор / T ri ac блок зажигания
электрон.это
На сайте peut raliser les expriences de la technic de
[…]
Contrle d’Angle d’Ignition sont, grce l’inclusion d’une unit d’ignition
[…] универсальный 6- sorti es av ec Тиристор / T ri a c
electronic.it
B3607 — это a Тиристор t y pe Контроллер двигателя постоянного тока, […]
реализован в удобной для обучения форме.
электрон.ит
Le B3607 e st une
[…] un it de c on trle pa r тиристоры d ‘un mote ur en c.c., […]
ralise en forme didactique.
электрон.ит
Ассортимент продукции включает di n g тиристор c o nt ролики и силовые […]
источников питания, основанных на ВЧ-технологии, используются во всем мире для управления
[…]
и регулируют мощные, энергоемкие нагрузки.
reo.de
Производственная гамма и т
[…] des c ontr leu rs d e тиристоры e t al imen ta […]
puissance, base sur la technologie HF
[…]
qui est utilis dans le monde entier pour contrler et rguler des fortes puissances, la consomutation d’nergie des charge.
reo.de
Descratcher эффективно удаляет щелчки и потрескивания со старого винила или
[…]
записей шеллака, а из аудиофайлов, загрязненных во время записи из-за переключения, цифровой
[…] перекрестный ток , o r тиристор b u zz .
ftp.terratec.de
Le Descratcher limine efficacement les craquements et les fritures de vieux disques phonographiques de vinyle или gomme-laque ainsi que les fichiers audio dont la qualit sonore a t dtriore
[…]
durant l’enregistrement en raison des bruits de commutation, des diaphonies numriques resp.
[…] du bou rd onnem ent du тиристор .
ftp.terratec.de
Для подавления
[…] помех fr o m тиристор c o nt прокатное оборудование […]
и станки, источники импульсного питания, автоэлектрические
[…]
компонентов и для защиты чувствительных цепей от сетевых помех.
reo.de
Заливка подавления интерфейсов
[…] система e запятая nde тиристоры et de s mac hi nes, des […]
пищевые продукты, десерты
[…]
лекций автоматического управления и защиты цепей от возможных нарушений безопасности.
reo.de
Использование проверенного микропроцессорного управления ll e d тиристор t e ch nology для обеспечения высоконадежного источника питания и зарядки аккумулятора […]
возможностей.
aegps.com
Cette caractristique garantit l’extrme fiabilit des fonctions d’alimentation en nergie et de charge de batterie.
aegps.com
Нет
[…] стандарт продукта f o r тиристор p o we r контроллеры, […]
, поэтому необходимо создать разумную основу стандартов
[…]
из соответствующих базовых стандартов, чтобы гарантировать безопасное применение и возможности для сравнения.
aegpowercontrollers.de
Существующий па-де-норме-де-продукт для лесов
[…] rgleurs d e puiss anc e тиристор et de ce fa it , un ensemble […]
de normes pertinent doit tre
[…]
различных основных норм соответствуют для гарантии надежного применения и возможности сравнения.
aegpowercontrollers.de
Устройство для осуществления непрерывного гравиметрического дозирования и определения массового расхода сыпучих продуктов с помощью дозирующего устройства (4), с определением мгновенного массового расхода до точки подачи с помощью контроллера дозирования (10), с управление подачей, происходящее путем изменения скорости привода (6) дозирующего устройства (4) с помощью контроллера двигателя
[…]
(20), характеризуемый как
[…] что контроллер дозирования (10) и контроллер двигателя (20) включают частоту en c y преобразователь или тиристор c o nt Роликовое устройство объединяется в подсборку (G), при этом подсборка (G) […]
расположен в коммутаторе
[…]
или внутри дозатора (4).
v3.espacenet.com
Dispositif de dosage gravimtrique continuous et determination du courant de masse des marchandises aptes s’couler avec un dispositif de dosage (4), avec la dtermination du courant de masse momentan avant un lieu de livraison l’aide d’un rglage ou d ‘une commande du dosage (10), le rglage du rendement s’effectuant en modifiant la vitesse de Rotation d’un Entranement (6) du dispositif de dosage (4) l’aide d’un rglage
[…]
du moteur
[…] (20), caractris e n ce qu ele rglage or commande du dosage (10) et l e rglage o u commande du moteur (20) , y включает в себя изменение последовательности или оборудования для rgla ge для тиристора t relis […]
un bloc (G), le bloc
[…]
(G) tant dispose dans une armoire lectrique ou l’intrieur du dispositif de dosage (4).
v3.espacenet.com
Этот тип крепления
[…] возможно только f o r тиристор p o we r агрегаты до 50A […]
номинальный ток.
jumo.net
Ce type de montage n’est possible que pour le
[…] variateur d e puiss anc e тиристоры ave c u n cou ra nt номинально […]
de charge jusqu ’50 A.
jumo.net
В случае параллельного
[…] подключение датчиков wi t h тиристор o u tp ut, первый […] Коммутируемый выход
принимает на себя полный ток нагрузки.
rechner.de
En cas de montage en parallle de
[…] capteurs ave c sorti e p ar тиристор il es t n ot er que […]
la sortie qui est commute en premier
[…]
support la totalit du courant de charge.
rechner.de
Один и тот же номер разрешения может распространяться на использование этого заменяющего катала yt i c converter t y pe на различных типах транспортных средств.
eur-lex.europa.eu
Un mme numro d’homologation peut couvrir l’utilisation du катализатор заменяющего концерна с ur plusieurs ty pes de vhicule.
eur-lex.europa.eu
Очевидно, что технология может развиваться и дальше, но для этого потребуется
[…] использование catal yt i c converter t e ch nology, которая […]
чрезвычайно труден в морской среде.
europarl.europa.eu
Il est vident que la technologie pourrait tre dveloppe, mais
[…]
cela ncessiterait l’utilisation de
[…] la tec hn olog ie d es convertisseurs ca taly tiqu es , ce qui […]
— это extrmement difficile в окружающей среде.
europarl.europa.eu
Пользователям настоятельно рекомендуется не снижать гидравлическую мощность насоса за счет уменьшения размера рабочего колеса или
[…]
уменьшение скорости двигателя с помощью средства
[…] частоты en c y converter s i NC e это […]
влияет на мощность всасывания насоса.
inoxpa.com
Не рекомендуется использовать гидравлические условия и турбину
[…]
или en rduissant la vitesse по номеру
[…] variateur de frq ue nce car cel a se rrpercute […]
sur la Capacit d’aspiration de la pompe.
inoxpa.fr
Если вы собираетесь установить устройство в транспортном средстве с бортовой сетью 24
[…] вольт (грузовой автомобиль), пожалуйста, используйте преобразователь vol ta g e преобразователь .
bury.com
Si vous envisagez d’installer l’appareil dans un vhicule aliment en 24 Volts (camion),
[…] veuil le z uti lis er un convertisseur de te nsi на .
bury.com
Переход через ноль
[…] реле с антипара ll e l тиристор o u tp ut наиболее […]
используется твердотельное реле в промышленных приложениях.
gefran.de
Le rela is sta tiqu e тиристор f на ctio nnan t en поездах […]
d’ondes synchrones est le plus использует в промышленных приложениях.
gefran.de
Используйте теплопроводящий компаунд на основе силикона между
[…] радиатор и t h e тиристор p o we r switch.
jumo.net
Veuillez utiliser entre le radiateur et le
[…] sectionneur de p ui ssan ce тиристоры une pte t hermoconductrice […]
силиконовая основа.
jumo.net
REOTRON LMS 3-фазный as e , тиристор p o мы r-Supplies are […] Специальные 4-квадрантные контроллеры постоянного тока
, предназначенные для использования с подъемными магнитами.
reo.de
Le REOTRON LMS 3 фазы,
[…] Alimentatio n spci ale тиристоры, c omm и en 4 квадранта […]
DC не требует использования с целью достижения цели.
reo.de
Тиристор p o we переключатели r требуются для бесконтактных […]
коммутация потребителей переменного тока.
jumo.net
Les sectionneurs d e puiss anc e тиристоры son t n cess ai res pour […]
пригородных поездов без контактных данных по альтернативному курсу.
jumo.net
Щиты компенсационные (защищенные,
[…] unprotec te d , тиристор d e si gn)
экспортеров.czechtrade.cz
Таблица распределения компенсации
[…] (protgs, non pr otg s, тиристор )
exporters.czechtrade.cz
Если владелец официального утверждения полностью прекращает производство заменяющего катала yt i c преобразователя a p pr , произведенного в соответствии с настоящими Правилами, он должен так проинформируйте орган, предоставивший разрешение.
eur-lex.europa.eu
Подтверждение омологации должно быть завершено для изготовления каталитического нейтрализатора.
eur-lex.europa.eu
WÄRTSILÄ Энциклопедия морских и энергетических технологий
Преобразователь
Цепь, которая преобразует переменный ток в постоянный или из постоянного в переменный, или действует как преобразователь частоты переменного тока.В современных системах электропривода, в которых требуется регулирование скорости электродвигателя, используются преобразователи питания. Эти преобразователи адаптируют напряжение и частоту источника питания к электродвигателю в соответствии с требуемой скоростью электродвигателя. Основные компоненты преобразователей — диоды, транзисторы и тиристоры.
— Циклопреобразователь — Циклопреобразователь представляет собой одноступенчатый (AC-AC) преобразователь, преобразующий переменный ток с постоянной частотой непосредственно в переменный ток с изменяющейся частотой, как это требуется для желаемой скорости двигателя.
Циклопреобразователи используются для питания и регулирования скорости синхронных двигателей. Скорость двигателя регулируется путем изменения частоты источника питания двигателя и обеспечивает полный крутящий момент в диапазоне скоростей в любом направлении. Поскольку циклоконвертеры производят относительно низкие частоты, они больше связаны с низкоскоростными двигателями с прямым приводом.
— Широтно-импульсная модуляция (PWM ) преобразователь — ШИМ-преобразователь имеет процесс двойного преобразования (AC-DC-AC) и использует промежуточный контур.Преобразователи ШИМ используются для питания и управления скоростью асинхронных двигателей. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) использует выпрямитель для создания постоянного напряжения так же, как и синхронный преобразователь. На стороне инвертора он использует принудительную коммутацию, чтобы дать серию импульсов общего напряжения, как положительного, так и отрицательного. Таким образом, выходное напряжение может быть приближено к переменному току, в то время как изменение количества и ширины импульсов может увеличивать или уменьшать частоту. С точки зрения морских силовых установок они находятся в нижней части диапазона мощности (до 8 МВт), и по мере увеличения частоты выходная волна становится все более искаженной.
— Синхропреобразователь — Синхропреобразователь представляет собой преобразователь переменного тока в постоянный и переменный ток: он преобразует трехфазный переменный ток с постоянным напряжением и частотой в постоянный ток с переменным напряжением, а затем снова в трехфазный переменный ток с изменяющимся напряжением и изменяющейся частотой. частота. Его можно использовать только в сочетании с синхронным двигателем. Чтобы увеличить скорость двигателя, ток увеличивается, что создает более высокие магнитные силы и крутящий момент. Это, в свою очередь, заставляет ротор двигаться быстрее, что быстрее переключает тиристоры, увеличивая частоту переменного тока до тех пор, пока не будет достигнута требуемая скорость.
Синхропреобразователи могут создавать частоты выше 100 Гц и подходят для высокоскоростных двигателей.
Тиристорное управление трехфазными асинхронными двигателями
В этой статье мы обсудим: — 1. Тиристорное управление регуляторами переменного тока 2. Регулирование переменного напряжения и переменной частоты 3. Регулирование частоты переменного тока 4. Тиристорное управление циклоконвертерами 5. Пуск с пониженным напряжением (плавный пуск) 6. Ротор Контроль сопротивления 7. Схема восстановления силы скольжения.
Тиристорное управление регуляторами переменного тока
:
Регулятор переменного тока преобразует постоянное переменное напряжение в переменное переменное напряжение той же частоты. Несомненно, уровень переменного напряжения может быть изменен автотрансформатором, переключающим трансформатором, насыщаемыми реакторами и т. Д. Эти устройства использовались долгое время и до сих пор используются. Но регуляторы переменного тока, использующие тиристоры и симисторы, становятся все более популярными из-за их высокой эффективности, быстрого управления и компактных размеров.Однако регуляторы переменного тока, использующие тиристоры и симисторы, вносят в цепи нежелательные гармоники. Регуляторы переменного тока подразделяются на однофазные и трехфазные. Каждый из них может быть полуволновым (т. Е. Однонаправленным) или полноволновым (т. Е. Двунаправленным).
Поскольку на входе регулятора переменного тока используется переменный ток, он всегда коммутируется по линии. Следовательно, принудительная коммутация не требуется. Таким образом, схемы регуляторов переменного тока довольно просты. В регуляторах переменного тока используются два типа управления. Они известны как интегральное управление циклом и фазовое управление.
В интегральном управлении циклом, также известном как двухпозиционное управление, тиристоры используются в качестве переключателей для подключения двигателя к источнику питания на определенное количество циклов напряжения источника, а затем для его отключения еще на определенное количество циклов. . Каждое время включения и выключения состоит из целого числа циклов. Тиристоры включаются импульсами затвора при переходе через нулевое напряжение входного напряжения.
При фазовом управлении тиристоры используются в качестве переключателей для подключения двигателя к источнику питания в течение определенной части каждого цикла напряжения питания.Большинство регуляторов переменного тока используют фазовый контроль. Конфигурации силовых цепей для управления интегральным циклом и управления фазой ничем не отличаются.
Плавное изменение трехфазного переменного напряжения может быть реализовано за счет различных конфигураций силовой цепи.
Трехфазные регуляторы могут быть полуволновыми или двухполупериодными. Схема трехфазного полуволнового регулятора для двигателей, соединенных треугольником или двигателей, соединенных звездой, у которых нет доступа к нейтральной точке, показана на рис.3.34. В этой схеме используются три тиристора и три диода. Хотя полуволновой регулятор переменного тока, показанный на рис. 3.34, влияет на экономию на стоимости полупроводниковых устройств и не создает компонентов постоянного тока в какой-либо части системы, но он вносит больше гармоник в линейный ток, чем двухполупериодный регулятор. . Полуволновая схема на практике не используется.
На рисунке 3.35 показан трехфазный двухполупериодный стабилизатор. В нем используется 6 тиристоров, по 2 на каждую фазу. Входной трансформатор может использоваться или не использоваться.Что касается нагрева обмоток двигателя, двигатель, подключенный по схеме звезды, питаемый через двухполупериодный регулятор переменного тока, предпочтительнее двигателя, подключенного по схеме треугольника, с питанием через двухполупериодный регулятор переменного тока. Это так, потому что любые напряжения третьей гармоники, генерируемые обратной ЭДС двигателя, могут вызвать циркулирующие токи в случае двигателя, соединенного треугольником.
Для цепей нагрузки, соединенных треугольником, в которых доступен каждый конец каждой фазы, используется схема, показанная на рис.36 занят. Такое расположение имеет то преимущество, что снижает ток устройства, поскольку теперь оно должно нести 1 / √3 тока, если они были подключены к линии обмотки треугольником. Как только волна фазового тока известна, волна линейного тока может быть построена путем наложения.
Для цепей нагрузки, соединенных звездой, в которых нейтральная точка доступна и может быть отключена, можно использовать схему, показанную на рис. 3.37. В такой схеме количество требуемых тиристоров сокращается до трех, а схема управления значительно упрощается.Потребляемая мощность двигателя может быть на 100% больше, чем при управлении синусоидальным напряжением, особенно на пониженных скоростях.
Регулирование переменного напряжения и частоты :
Если изменяется только частота, а напряжение статора остается постоянным, магнитный поток статора не будет равным номинальному значению. Работа с потоком ниже или выше номинального значения нежелательна. Для работы с постоянным магнитным потоком необходимо, чтобы наведенная ЭДС линейно увеличивалась или уменьшалась с приложенной частотой.При более высоких напряжениях и при работе с высокой частотой падения напряжения в статоре очень малы, и, таким образом, работа с постоянным магнитным потоком достигается за счет поддержания постоянного отношения V / f.
Переменные напряжение и частота статора могут быть получены из систем, показанных на рис. 3.38 или рис. 3.41, известных как прямоугольный инвертор и инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) соответственно.
Схема питания прямоугольного инвертора показана на рис. 3.38. Трехфазный переменный ток преобразуется в постоянный с помощью управляемого выпрямителя.Выход выпрямителя подается на схему фильтра для удаления гармоник. Выходной сигнал постоянного тока от фильтра подается на управляемый инвертор, который обеспечивает выход переменного напряжения и частоты. Это питание подается на статор трехфазного асинхронного двигателя, скорость которого необходимо регулировать.
На рисунке 3.39 показаны формы сигналов фазного напряжения V _AN, V _BN, V _CN и формы сигналов линейного напряжения V _AB, V _BC и V _CA.Каждая форма волны линейного напряжения смещена по фазе на 120 электрических градусов друг от друга и представляет собой квазиквадратную волну шириной 120 °. Следует отметить, что тиристоры инвертора коммутируются принудительно, потому что асинхронный двигатель представляет собой нагрузку с отстающим коэффициентом мощности. Диоды обратной связи помогают в циркуляции реактивной мощности нагрузки через конденсатор фильтра и поддерживают волны выходного напряжения, фиксированные на уровне напряжения звена постоянного тока.
Требуемое соотношение напряжения и частоты асинхронного двигателя показано на рис.3.40. Когда частота меньше нормальной частоты, напряжение уменьшается в той же пропорции, чтобы поддерживать постоянное значение V / f. На очень низких частотах, когда падение реактивного сопротивления становится меньше по сравнению с падением сопротивления статора (ω L
При работе с пониженным напряжением напряжение преобразователя уменьшается и, следовательно, коммутирующая способность конденсатора также уменьшается. Таким образом, инвертор обычно снабжен вспомогательным источником постоянного напряжения постоянного напряжения для целей коммутации.
Вышеупомянутый инвертор не может возвращать мощность обратно в линии питания переменного тока, если не добавлен другой выпрямитель с фазовым управлением, чтобы сформировать реверсивную систему.Этот метод управления скоростью используется в трехфазных асинхронных двигателях малого и среднего размера, где передаточное число обычно ограничено 10: 1.
Следует отметить, что электрическая машина спроектирована в соответствии с точкой, близкой к насыщению, на кривой намагничивания (или кривой B-H). Это сделано с точки зрения полной загрузки ядра. Если частота статора уменьшается, сохраняя постоянное напряжение статора, двигатель будет работать в области насыщения, и, следовательно, двигатель будет потреблять большой ток намагничивания, вызывая увеличение потерь в сердечнике и статоре в меди и, следовательно, снижение КПД двигателя.Однако, если увеличивать только частоту питания, сохраняя постоянное напряжение статора, двигатель будет работать с низкой плотностью магнитного потока, и, таким образом, мощность двигателя будет недоиспользована.
Схема управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с регулируемым напряжением и частотой для асинхронного двигателя показана на рис. 3.41. Это недавний метод, который заменяет схему прямоугольного инвертора, описанную выше.
Инверторы
с широтно-импульсной модуляцией (PWM) используют метод прерывания или импульса для управления переменным напряжением на выходе статического инвертора.Напряжение звена постоянного тока не контролируется диодным выпрямителем. Выходное напряжение прямоугольной или ступенчатой формы быстро включается и выключается несколько раз в течение каждого полупериода, так что формируется ряд импульсов одинаковой амплитуды. Каждый импульс инвертора имеет амплитуду входного напряжения _{В постоянного тока} В. Величина основного выходного напряжения контролируется изменением общего времени включения в течение полупериода. Коммутируя одну сторону моста несколько раз в течение полупериода, выходное напряжение формы волны, показанной на рис.3.42 (а) можно получить.
Простые инверторы PWM можно легко заставить формировать сигнал только с двумя импульсами за полупериод в пределах шестиэтапной огибающей, как показано на рис. 3.42 (b). В такой форме волны присутствуют значительные пятая и седьмая гармоники, которые вызывают заметное ухудшение низкоскоростных характеристик двигателя переменного тока. Для устранения гармоник низкого порядка используются более совершенные методы ШИМ, в которых высокочастотные импульсы возникают на протяжении всего полупериода.
В сложных системах ШИМ ширина импульса изменяется на протяжении полупериода синусоидальным образом, как показано на рис. 3.43. Фактически, импульсы должны быть равномерно распределены, а ширина импульса в определенном месте должна быть пропорциональна площади под синусоидальной волной в этом положении. В форме волны ШИМ самая низкая частота гармоники приходится на частоту повторения импульсов, и, если она намного выше основной частоты, адекватная фильтрация обеспечивается индуктивностью машины.
Такие формы сигналов обычно создаются с помощью схемы управления, в которой высокочастотный треугольный сигнал смешивается с синусоидальным сигналом желаемой частоты. Управление напряжением достигается изменением ширины всех импульсов без влияния на синусоидальную зависимость.
На рисунке 3.44 показан метод синусоидальной ШИМ, в котором равнобедренная треугольная волна сравнивается с синусоидальным волновым сигналом, а точки коммутации определяются точками кроссовера.Если индекс модуляции оказывается меньше единицы, на выходе появляются только гармоники несущей частоты с боковыми полосами, относящимися к основной частоте.
Такая форма волны генерирует меньше гармонического нагрева и пульсации крутящего момента по сравнению с прямоугольной волной. Когда индекс модуляции превышает единицу, максимальное напряжение получается в прямоугольном режиме. Таким образом, режим ШИМ применим в области постоянного крутящего момента, в то время как в области постоянной мощности работа аналогична работе в режиме прямоугольной волны.
Транзисторный ШИМ-регулятор, показанный на рис. 3.45, используется для управления двигателями малых и средних размеров. Без сомнения, силовые транзисторы стоят намного дороже, чем тиристоры той же мощности, но экономия за счет исключения схемы коммутации и соответствующих коммутационных потерь, схема оказывается более экономичной и эффективной. Также транзисторы работают быстрее ШИМ, возможно на более высокой частоте. Это еще больше снижает потери оборудования.
Регулируемый ток и регулировка частоты :
Схема управления переменной силой тока и частотой для асинхронного двигателя показана на рис.3.46. Переменное постоянное напряжение, создаваемое фазоуправляемым выпрямителем, преобразуется в источник тока путем последовательного подключения большой катушки индуктивности. Большая индуктивность поддерживает постоянный ток. Напряжение на выводах статора трехфазного асинхронного двигателя почти синусоидально с наложенными скачками напряжения из-за коммутации. Используемый преобразователь — это линия с коммутацией, в то время как инвертор коммутируется принудительно, потому что асинхронный двигатель работает с запаздывающим коэффициентом мощности. Преобразователь с фазовым управлением может быть заменен диодным выпрямителем, за которым следует прерыватель постоянного тока.
Схема имеет следующие преимущества:
(i) Поскольку входной ток постоянный, пропуски зажигания в устройствах и короткие замыкания не представляют никаких проблем.
(ii) Меньшее количество компонентов в цепи инвертора и меньшие потери при коммутации.
(iii) Прочная и надежная силовая цепь.
(iv) Более простая и надежная схема управления. Это потому, что нужно управлять только 6 тиристорами.
(v) Пиковый ток устройств ограничен.
(vi) Он может работать с реактивными или рекуперативными нагрузками без инерционных диодов.
Недостатки:
(i) Несколько вялый отклик привода.
(ii) Довольно громоздкий и дорогой инвертор. Это связано с большими размерами индуктивности и коммутационных конденсаторов.
(iii) Низкочастотный диапазон инвертора.
(iv) Он не может работать без нагрузки. Это связано с тем, что для удовлетворительной коммутации инвертора необходим некоторый минимальный ток нагрузки.
Тиристорное управление циклоконвертерами
:
Циклоконвертер преобразует переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты. Циклоконверторы можно разделить на однофазные на однофазные, трехфазные на однофазные и трехфазные на трехфазные устройства. Также их можно разделить на повышающие и понижающие циклоконвертеры. Повышающий циклоконвертер обеспечивает выходной сигнал, частота которого выше, чем входная частота, в то время как понижающий циклоконвертер обеспечивает выходной сигнал с частотой ниже, чем входной.
Понижающий циклоконвертер
использует линейную или естественную коммутацию. Циклоконверторы изначально были разработаны для систем электрической тяги, работающих на частотах 25 Гц и 16 2/3 Гц. На ранних этапах использования в циклоконверторах использовались ртутно-дуговые выпрямители. С развитием тиристоров применение циклоконвертеров расширилось.
Принципиальная схема силовой цепи трехфазного циклоконвертора представлена на рис. 3.47.
Независимое управление выходной частотой и напряжением достигается с помощью только одного изменения параметра, т.е.е., а именно, варьированием точек сгорания управляемых выпрямителей. Частота выходного напряжения регулируется скоростью, с которой точки зажигания изменяются относительно точки покоя, а выходное напряжение регулируется максимальным отклонением точек зажигания от точки покоя. Циклоконвертер со связанной с ним пусковой схемой вырабатывает выходное напряжение, которое является копией опорного напряжения.
Работа циклоконвертера отличается несколькими особенностями.Обычно они используются в качестве понижающих преобразователей частоты. Не существует фиксированного минимального отношения входной частоты к выходной частоте; однако выходная частота обычно ограничивается одной третью или половиной входной или линейной частоты. Ниже этих соотношений КПД как циклоконвертеров, так и двигателей, поставляемых от них, начинает значительно падать.
Реверсивность — еще одна особенность приводных систем циклоконвертера. Электропривод переменного тока с питанием от циклоконвертера будет реагировать на изменение полярности входных сигналов изменением направления вращения двигателя без использования контакторов для изменения чередования фаз.
Способность циклоконвертера обрабатывать поток энергии в любом направлении — еще одна важная особенность. Это, вместе с вышеупомянутой функцией обратимости, обеспечивает привод асинхронного двигателя, способный работать в любом из четырех квадрантов кривой скорости-момента двигателя.
Хотя циклоконвертер имеет много привлекательных функций с теоретической точки зрения, существует несколько ограничений, из-за которых они не получили популярности. Ему нужно больше силовых полупроводников, чем инвертор.Например, для трехфазного циклоконвертера требуется 18 тиристоров, а для комбинации выпрямитель-инвертор (рис. 3.38) — всего 12 тиристоров.
Циклоконверторы
могут выдавать только субчастотный выход. Загрязнение линии гармониками и низкий коэффициент мощности также могут быть проблемами с циклоконвертерами большой мощности. Однако недавние достижения в области устройств быстрой коммутации привели к появлению устройств, известных как устройства прямого переключения частоты с принудительной коммутацией (FCDFC), которые работают с высокой эффективностью и имеют низкое содержание гармоник.
Приводы
Cycloconverters обычно используются для двигателей большого размера, поскольку стоимость и сложность цепей питания и управления не позволяют использовать их для общих приложений. Циклоконверторы использовались в дизельных электровозах, где высокочастотный генератор переменного тока, соединенный с валом двигателя, обеспечивает мощность на входе. Они также использовались в безредукторных приводах цементных мельниц или шаровых мельниц.
Пуск при пониженном напряжении (плавный пуск) :
Пусковой ток линии при полном напряжении асинхронного двигателя может примерно в 6 раз превышать номинальный ток полной нагрузки.Такой высокий ток может вызвать резкое падение напряжения в сети, питающей асинхронный двигатель.
Схема, показанная на рис. 3.48, может использоваться для подачи пониженного напряжения в начале. Как видно, это трехфазный регулятор переменного тока. Путем правильного управления углом зажигания регулятор обеспечивает низкое выходное напряжение, которое подается на асинхронный двигатель. Когда двигатель достигает полной или номинальной скорости, регулятор может быть замкнут накоротко с помощью механического контактора, так что двигатель будет нормально работать при номинальном напряжении.Более того, если двигатель используется для привода с постоянной скоростью, можно эксплуатировать двигатель при пониженном напряжении, когда механическая нагрузка мала. Работа при пониженном напряжении приводит к снижению потерь мощности в двигателе и, таким образом, к экономии энергии.
Контроль сопротивления ротора :
Традиционный метод подключения сопротивлений к контактным кольцам асинхронного двигателя с фазным ротором является формой управления напряжением ротора. Основным недостатком этого метода управления скоростью является его низкая эффективность из-за потерь мощности на внешних резисторах.
На рис. 3.49 (a) показан трехфазный диодный выпрямитель и тиристор с выключенным затвором (GTO), включенные в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором. GTO, работающий как прерыватель, изменяет сопротивление R в соответствии с рабочим циклом α. Эффективное сопротивление R _e равно —
.
R _e = R (1 — α)… (3,59)
Таким образом, скорость асинхронного двигателя с фазным ротором регулируется путем изменения отношения времени включения к времени выключения.
Схема восстановления скользящей мощности тиристорного управления:
Рисунок 3.49 (b) показана схема, известная как восстановление мощности скольжения (рис. 3.48). Выводы ротора подключаются к трехфазной сети переменного тока через два полностью управляемых тиристорных моста. Мост 1 действует как выпрямитель (или преобразователь), а мост 2 действует как инвертор. Выходная мощность от ротора может быть возвращена к источнику питания. Поскольку частота токов ротора является частотой скольжения, этот метод известен как схема восстановления мощности скольжения. Регулируя углы включения двух мостов, можно изменять выходную мощность ротора.
Таким образом, скольжение и скорость двигателя (при том же крутящем моменте) также изменятся. Однако недостатком этой схемы является то, что оба моста потребляют реактивную мощность от питающей сети. Следовательно, общий коэффициент мощности двигателя оставляет желать лучшего. Если желательны скорости только ниже синхронной, мост 1 может быть неуправляемым и, таким образом, может состоять из диодов. Если оба моста управляются, работа двух мостов может быть реверсирована, чтобы получить скорости выше синхронной.
Фактически, мощность скольжения либо возвращается в сеть питания, как в схеме Шербиуса, либо используется для привода вспомогательного двигателя, который механически соединен с валом асинхронного двигателя, как в схеме Крамера.
1. Статический привод Шербиуса:
Статический привод Scherbius также использует принцип восстановления мощности скольжения. Принципиальная схема представлена на рис. 3.50. Для обеспечения как подсинхронного, так и суперсинхронного управления скоростью преобразователи 1 и 2 должны быть полностью управляемыми тиристорными мостами, один из которых работает на частоте скольжения как выпрямитель или инвертор, а другой — на частоте сети как инвертор или выпрямитель. Стоимость преобразователей весьма значительна, также требуется стробирующая схема со скользящей частотой.
Более того, на скоростях, близких к синхронным, когда ЭДС частоты скольжения довольно малы для естественной коммутации, требуются специальные соединения для методов принудительной коммутации. Если взять преобразователь 1 неуправляемым (диодный мост), то каскад преобразователя и блок управления станут экономичными и простыми, но тогда будет доступно только подсинхронное управление скоростью.
Трехфазный трансформатор между источником питания и инвертором 2 предназначен для доведения напряжения цепи ротора до значения, соответствующего напряжению источника питания.Основным недостатком подсинхронного каскадного привода является его низкий коэффициент мощности, особенно на пониженных скоростях.
Этот привод используется в приводах вентиляторов и насосов большой мощности, для которых требуется регулирование скорости только в узком диапазоне. Номинальные значения мощности диодного моста инвертора и трансформатора равны максимальному скольжению, умноженному на номинальную мощность двигателя, что обеспечивает низкую стоимость привода. Этот привод обеспечивает постоянный контроль крутящего момента. Постоянное регулирование мощности может быть получено с помощью привода Крамера, описанного ниже.
2.Статический привод Крамера:
На рисунке 3.51 показана принципиальная схема каскада Крамера со статическим преобразователем. Схема ротора асинхронного двигателя с контактным кольцом передает мощность скольжения, выпрямленную диодным мостом, на якорь отдельно возбужденного двигателя постоянного тока, механически связанного с асинхронным двигателем. Регулировка скорости достигается путем изменения тока возбуждения двигателя постоянного тока. Можно считать, что ЭДС, пропорциональная обратной ЭДС двигателя постоянного тока, вводится в цепь ротора асинхронного двигателя, чтобы вызвать изменение скорости системы.
Для достижения большего диапазона скоростей потребуется замена диодного моста на тиристорный. С помощью тиристорных мостов можно регулировать скорость до остановки.
Статический привод Крамера
не имеет инвертора с линейной коммутацией, он потребляет меньше реактивной мощности и вносит меньшие гармонические составляющие в токи, чем статический привод Шербиуса. Однако у него есть проблемы с обслуживанием, которые возникают из-за коммутатора и щеток вспомогательного двигателя постоянного тока. Еще он имеет недостаток в виде большого момента инерции.
Статические приводные системы Kramer используются в больших силовых насосах и нагрузках компрессорного типа, где регулирование скорости находится в узком диапазоне и ниже синхронной скорости.
Первое в мире успешное испытание светового тиристора в реальной системе передачи данных
Тиристор с управляемым светом, который не требует источника питания для его изолированного затвора, является ключевым устройством в области силовой электроники.
Силовые полупроводниковые устройства — это полупроводниковые устройства, такие как диоды и транзисторы, которые используются в источниках питания и инверторах, где они выполняют различные функции, включая преобразование переменного тока в постоянное, повышение / понижение напряжения, преобразование частоты и т. Д.В 1972 году, получив настоятельный запрос от того, что тогда было Системным отделом Подразделения тяжелой электроники, Лаборатория электронных устройств Центра исследований и разработок (в настоящее время — Корпоративный центр исследований и разработок) начала полноценную разработку высокопроизводительного высокотехнологичного оборудования. Тиристор выключения силового затвора (GTO) (тиристор, который можно отключить с помощью управления затвором). Научные статьи с описанием этого типа устройств уже были опубликованы в 1960-х годах, а компании General Electric, Westinghouse Electric Corporation и RCA Corporation в США.S. разработал GTO в начале 1970-х годов. Однако они не смогли достичь ожидаемых результатов и либо сократили масштабы своей деятельности, либо ушли из этой области. Ряд японских компаний также работали над GTO, но все их усилия по разработке не увенчались успехом.
Подразделение полупроводников Toshiba также занималось разработкой малогабаритного GTO, но решило отказаться от этой работы из-за недостаточной производительности и поэтому осторожно относилось к этой области. Тем не менее, системный отдел настойчиво просил возобновить усилия, нацелившись на преобразователи энергии для использования в промышленных приложениях и электрических железнодорожных системах.Президент компании согласился с этой точкой зрения и дал указания о создании нового чистого помещения для этой цели, а также системному отделу для поддержки разработок в сотрудничестве с отделом полупроводников.
Самой большой проблемой в этом проекте было найти способ увеличения тока выключения с целью расширения диапазона применений. В 1976 году компания побила мировой рекорд по выдерживаемому напряжению и току с большим отрывом, а в 1978 году объявила о разработке ГТО 2500 В-600 А с удвоенным выдерживаемым напряжением, превышающим предыдущее.За этим последовал 4500 V-3000 A GTO, который был принят для вагонов Nozomi Shinkansen («сверхскоростной поезд») в Японии, а также для локомотивов системы скоростного железнодорожного транспорта в Европе и внес большой вклад в развитие Toshiba. бизнес, связанный с силовой электроникой.
Примерно в то же время находился в разработке тиристор со световым переключением, который может запускаться от светодиода (LED). По сравнению с обычными тиристорами с электрическим запуском, он обеспечивает большую миниатюризацию оборудования и использование меньшего количества компонентов, что приводит к повышению надежности.После получения еще одного серьезного запроса от Департамента систем, который хотел, чтобы тиристорные клапаны сверхвысокого напряжения, используемые в подстанциях преобразователя частоты и системах передачи электроэнергии постоянного тока, были исключительно срабатывающими при помощи света, в 1978 году были начаты разработки в этой области. 4000 В-1500 А был коммерциализирован тиристор с электрическим запуском, и разработка мощного светового тиристора с использованием светодиодов общего назначения в качестве триггера с почти в 100 раз большей чувствительностью светового затвора при сохранении тех же электрических характеристик была рискованным предприятием. .
С декабря 1983 г. по февраль 1985 г. было проведено испытание действующей системы линий электропередачи на станции преобразователей частоты Sakuma компании Electric Power Development Co., Ltd. с последовательным включением до девяноста 4000 тиристоров со световым запуском на 1500 А. . Успех этого проекта, впервые в мире, когда световой тиристор был испытан в реальной системе линий электропередачи, был очень волнующим опытом для людей, участвовавших в нем, и продемонстрировал возможность передачи энергии постоянного тока с использованием этого устройства.
С другой стороны, примерно с 1981 года, когда разработка мощных световых тиристоров на 4000 В достигла определенной точки, также начались исследования с целью реализации светодиодов с более высокой выходной мощностью и более высокими выдерживаемыми напряжениями. После пробного изготовления более 10 типов конструкции светового затвора компании удалось разработать новую структуру светового затвора с многоступенчатым усилением, которая полностью соответствовала этим исследовательским целям, а в 1982 году — устройство с самой большой в мире мощностью 8000 В-1200. A был выставлен на выставке технологий Toshiba.Затем, в 1984 году, было выпущено устройство на 8000 В со встроенной функцией защиты от перенапряжения. Устройства Toshiba 4000 В-1500 А широко использовались для компенсаторов реактивной мощности, установленных на трансформаторных подстанциях, в то время как наши устройства 6000 В-2500 А в основном применялись для преобразователей частоты и систем передачи электроэнергии постоянного тока, а также для промышленных приложений, таких как преобразователи для управление двигателем на металлургических заводах. В 1990 году подразделение полупроводников разработало световой тиристор на 6000–2 500 А с функцией защиты от перенапряжения.
Ссылки по теме
Learn (History) Начало страницы
Тиристор против БТИЗ | GoHz.com
Я бы с уверенностью сказал, что тиристоры действительно очень прочные. Многие БТИЗ специально предназначены для ограничения максимального тока, который они могут подавать, чтобы ограничить токи короткого замыкания, а затем позволяют более медленное («мягкое») отключение в течение выдерживаемого времени 5-10 мксек / с. Так что, если вам нужен очень высокий рейтинг от пикового до среднего по току, это может быть сделано специально, что работает против вас.
Тиристоры — это 4-х слойные устройства с двумя источниками носителей в отличие от IGBT. Они работают с более высокой плотностью плазмы, чем трехслойные транзисторы, и имеют примерно половину напряжения в открытом состоянии. Более высокая плотность плазмы означает, что больше заряда нужно удалить при выключении, что приводит к более высоким потерям при выключении. Большинство тиристоров имеют линейную коммутацию, поэтому они работают на сетевой частоте и, например, менее применимы к приводам с регулируемой скоростью. Существуют запирающие тиристоры затвора: GTO, но в последнее время IGCT. Они предлагают те же компромиссы, упомянутые ранее: более низкие потери проводимости и более высокие потери при выключении, но они могут работать независимо от частоты сети или нагрузки.Транзисторы и, в частности, IGBT имеют очень прекрасные характеристики и не могут быть изготовлены в виде больших микросхем, поэтому необходимо параллельно размещать множество маленьких в корпусе (обычно 1 см x 1 см), тогда как тиристоры могут изготавливаться как монолитные устройства диаметром до 6 дюймов. Эти проблемы обусловливают выбор устройства в зависимости от области применения и уровня мощности.
Что касается цилиндрических преобразователей, прошло 20 лет с тех пор, как я имел какое-либо отношение к одному из них для мощных морских силовых установок. все еще используется для этого приложения и других.Если пространство и вес не являются премиальными, то тиристорные решения, безусловно, имеют больше преимуществ.
Одна вещь, которую можно было бы добавить, заключается в том, что если вы сравните инвертор источника тока (с 6 тиристорами) с инвертором источника напряжения (с 6 IGBT), эффективность CSI будет определенно выше, поскольку CSI будет коммутировать на частота фазы двигателя (10-500 Гц для двигателя BLDC, наверняка зависит от количества полюсов и скорости), тогда как IGBT будет работать на частоте 10-50 кГц (управление ШИМ). Таким образом, коммутационные потери для CSI примерно отсутствуют.
Если сравнивать падение напряжения на SCR и IGBT, можно сказать, что нет большой разницы. Но не по той же цене! Если вы сравните падение напряжения SCR с падением напряжения IGBT той же цены, то SCR определенно лучше.
Для среднего диапазона мощности (<10 кВт) схему управления SCR очень легко реализовать: вам просто нужно подать ток затвора (вам не нужен точный контроль напряжения, как для IGBT, или обязательно установите затвор с низким импедансом в выключенном состоянии).
И последнее, тиристоры по-прежнему полезны для пускателей двигателей или управления скоростью асинхронных двигателей переменного тока в промышленных сегментах (особенно для управления вентиляторами).
Вероятность включения SCR сразу после его восстановления может быть определена из повторно примененных спецификаций dV / dT. Модель SCR с двумя транзисторами имеет соединенные между собой транзисторы pnp и npn. Если повторно приложенное значение dV / dT слишком велико, то через емкость перехода устройства протекает ток. Если этот ток превышает определенный порог, то внутреннее регенеративное действие через транзисторы приводит к нежелательному включению SCR.Демпфер через тиристор обычно предназначен для ограничения повторно применяемого dV / dT и предотвращения ложного включения устройства.
Что такое частота коммутации — Sunpower UK
Что такое частота переключения?
Скорость, с которой напряжение постоянного тока включается и выключается во время процесса широтно-импульсной модуляции в импульсном источнике питания.
Частота коммутации в инверторе или преобразователе — это скорость, с которой коммутационное устройство включается и выключается. Типичный диапазон частот составляет от нескольких кГц до нескольких мегагерц (20 кГц — 2 МГц).Повышенная частота коммутации уменьшает размер связанных компонентов, таких как катушки индуктивности, трансформаторы, резисторы и конденсаторы, в дополнение к уменьшенным требованиям к месту на плате и корпусе.
Эта частота влияет на выбор компонентов с точки зрения:
Физические размеры, уменьшающиеся с увеличением частоты
Электрические характеристики
Амплитудно-частотная характеристика
Минимальное рабочее время
Энергетические потери и более
Схема дискретных компонентов или интегральная схема может использоваться в качестве генератора для генерации либо синусоидального, либо прямоугольного сигнала переключения, который обычно находится за пределами звукового диапазона.Модуль IC имеет то преимущество, что упрощает процесс проектирования.
Генератор синусоидальной или прямоугольной волны обычно используется для преобразования выпрямленного напряжения или постоянного напряжения батареи в более высокую частоту. В источниках питания SMPS, где используются более высокие частоты, можно использовать контроллер PWM или PFM для регулирования того, как полевой МОП-транзистор, силовой транзистор или тиристор включается и выключается сигналом генератора. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) изменяет рабочий цикл фиксированной частоты переключения и, таким образом, регулирует время, в течение которого устройство остается включенным или выключенным.
Частотно-импульсная модуляция (ЧИМ) регулирует переменную частоту переключения, тем самым контролируя количество включений и выключений устройства в секунду, ЧИМ имеет постоянное время включения и время выключения. Обе модуляции обычно используются для сигнала переключения прямоугольной формы, который намного легче фильтровать и регулировать по сравнению с синусоидальной волной.
Рисунок 1: Типичный импульсный источник питания с генератором PWm, Image Credit
Частота коммутации напрямую влияет на рассеиваемую мощность в переключающих элементах, таких как диоды, транзисторы и тиристоры; индуктивные и емкостные паразитные элементы и электромагнитные помехи EMI.По мере увеличения потребности в более высокой плотности мощности увеличиваются частоты, но вместе с тем увеличиваются и связанные с этим потери, такие как коммутационные потери, которые возникают при каждом включении устройства. Таким образом, эти потери ограничивают практическую максимальную частоту коммутации.
При проектировании ИИП необходимо учитывать различные потери и снижение эффективности, связанные с высокими частотами. Эти потери обычно происходят из-за:
Потери на полевом транзисторе или тиристоре
Коммутационные потери
Сопротивление, потери в катушке индуктивности и конденсаторах
IC потерь
Эффективность при различных частотах переключения показана на рисунке ниже:
Рисунок 2: КПД при входном напряжении 5 В и 1.Выход 8 В на разных частотах, Изображение предоставлено
В схемах преобразователя используется широкий диапазон частот переключения в зависимости от выходного напряжения, а иногда и от нагрузки и доступного пространства. Преимущества использования более высоких частот включают уменьшенный размер компонентов, более быстрое время отклика на переходную нагрузку и более низкую пульсацию на выходе. Однако более высокие частоты снижают эффективность, увеличивают потери мощности, радиочастотный шум и электромагнитные помехи. Поэтому проектировщик должен балансировать между всеми этими факторами, а также соблюдать спецификации производителя, чтобы выбрать компоненты, способные выдерживать расчетную частоту.
.
No related posts.

Тиристорный преобразователь частоты и принцип его работы

Особенности тиристоров

ТПЧ с непосредственной гальванической связью с сетью питания

ТПЧ с выпрямителем и инвертором

Исследование тиристорных преобразователей частоты

Заключение

Сайт Кафедры «Информатика и ИТ»

Производители Тиристорных преобразователей из России

Выбрать Тиристорных преобразователей: узнать наличие, цены и купить онлайн

Поставки Тиристорных преобразователей оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы по производству Тиристорных преобразователей

Тиристоры

Изготовитель пульты

Поставщики преобразователи статические

Крупнейшие производители Выпрямители

Экспортеры Части

Компании производители Электромагнитные подъемные головки

Производство Катушки индуктивности и дроссели

Изготовитель Теплообменники

Поставщики Программируемые контроллеры с памятью на напряжение не более В

Тиристорный преобразователь ТПЕ-100А (совместим с КБ-674) – AСM электроника

Описание

Технические характеристики тиристорного преобразователя (выпрямителя) ТПЕ-100:

Дополнительные характеристики:

Преимущества цифрового тиристорного преобразователя

Электрозавод

Виды промышленных тиристорных преобразователей (инверторов)

Виды преобразовательных агрегатов

Схема 3-фазного частотника

Групповая коммутация

Пофазная коммутация

Индивидуальная коммутация

Особенности тиристорного управления

Схемные решения преобразователей на основе тиристоров

Последовательный и параллельный инверторы тока

Комбинированные схемы

Преобразователь напряжения Мак-Мюррея

Последовательный резонансный инвертор

Схема модели индукционного комплекса на тиристорах

Видео

Общие сведения о статическом преобразователе частоты

тиристорный преобразователь — Французский перевод — Linguee

WÄRTSILÄ Энциклопедия морских и энергетических технологий

Преобразователь

Тиристорное управление трехфазными асинхронными двигателями

Тиристорное управление регуляторами переменного тока

Тиристорное управление циклоконвертерами

Первое в мире успешное испытание светового тиристора в реальной системе передачи данных

Ссылки по теме

Тиристор против БТИЗ | GoHz.com

Что такое частота коммутации — Sunpower UK

Что такое частота переключения?

Добавить комментарий Отменить ответ