تحسين محولات أشباه الموصلات في أنظمة القيادة الكهربائية الآلية
يجري تطوير أجهزة أشباه موصلات الطاقة والمحولات القائمة عليها في المجالات التالية ذات الأولوية:
-
تحسين خصائص أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية ؛
-
توسيع استخدام وحدات الطاقة الذكية ؛
-
تحسين مخططات ومعلمات المحولات ، مما يسمح بضمان الخصائص التقنية الضرورية والمؤشرات الاقتصادية للمحركات الكهربائية ؛
-
تحسين الخوارزميات للتحكم الرقمي المباشر في المحولات.
حاليًا ، يتم تصنيع محولات الطاقة على أساس عناصر طاقة أشباه الموصلات في شكل مقومات يمكن التحكم فيها ، ومحولات التيار والجهد الذاتي ، ومحولات الشبكة ، إلخ.محولات التردد مع اتصال مباشر بالشبكة.
يتم تحديد أنواع المحولات المستخدمة وأجهزة التصفية التعويضية حسب نوع المحرك الكهربائي ، ومهام التحكم ، والطاقة ، ونطاق التحكم في الإحداثيات المطلوب ، والحاجة إلى إعادة الطاقة إلى الشبكة ، وتأثير المحولات على شبكة الطاقة.
تظل حلول دوائر المحول تقليدية في محركات التيار المستمر والتيار المتردد. مع الأخذ في الاعتبار المتطلبات المتزايدة لخصائص الطاقة للمحركات الكهربائية والحاجة إلى تقليل تأثيرها السلبي على شبكة الطاقة ، يتم تطوير المحولات التي توفر طرقًا اقتصادية للتحكم في المعدات التكنولوجية.
ترتبط التغييرات في دوائر الطاقة لمحولات أشباه الموصلات بشكل أساسي بمظهر الأجهزة الجديدة واستخدامها على نطاق واسع - الترانزستورات ذات التأثير الميداني القوي (MOSFET) ، IGBT (IGBT) ، قفل في الثايرستور (GTOs).
حاليًا ، يمكن تمييز الاتجاهات التالية لتطوير المحولات الثابتة:
-
توسيع نطاق أجهزة أشباه الموصلات التي يتم التحكم فيها بالكامل (الترانزستورات - حتى 2 ميجاوات ، الثايرستور - حتى 10 ميجاوات) ؛
-
تطبيق مبادئ الكتلة لبناء المحولات على أساس الوحدات الهجينة للصومعة الموحدة القائمة على الترانزستورات والثايرستور ؛
-
القدرة على أداء محولات التيار المباشر والمتناوب ومجموعاتها على أساس هيكلي واحد.
في محركات التيار المستمر الكهربائية ، بالإضافة إلى المقومات التي يتم التحكم فيها ، تُستخدم الأنظمة ذات المقومات غير المنضبطة ومحولات عرض النبض للحصول على تشغيل عالي السرعة. في هذه الحالة ، يمكن رفض جهاز تعويض المرشح.
محولات مستعملة للتحكم في محركات المغناطيس الدائم تحتوي على مقوم متحكم به وعاكس مستقل يتم التحكم فيه بواسطة إشارات من مستشعر موضع الدوار.
تستخدم أنظمة التحكم في التردد للمحركات غير المتزامنة محولات الجهد بشكل أساسي. في هذه الحالة ، في حالة عدم وجود استعادة للطاقة ، يمكن استخدام مقوم غير متحكم فيه في الشبكة ، مما ينتج عنه أبسط دائرة تحويل.إمكانية استخدام أجهزة يمكن التحكم فيها بالكامل و PWM تجعل هذا المخطط مستخدمًا على نطاق واسع في نطاق طاقة واسع.
المحولات ذات المحولات الحالية ، التي تعتبر حتى وقت قريب الأبسط والأكثر ملاءمة للتحكم في المحركات الكهربائية ، هي حاليًا ذات استخدام محدود مقارنة بأنواع المحولات الأخرى.
تستخدم محولات التردد التي تحتوي على مقوم غير متحكم فيه وعاكس يعمل بالشبكة وتشكل أساس سلسلة الصمامات الحثية في المحركات عالية الطاقة مع نطاق تحكم محدود في السرعة.
محولات التردد القوية ذات الاتصال المباشر بالتيار الكهربائي في آلات التغذية المزدوجة والتحكم في المحركات منخفضة السرعة غير المتزامنة أو المتزامنة لها منظور معين.
تغطي محولات أشباه الموصلات الحديثة المستخدمة في أنظمة القيادة الكهربائية المؤتمتة نطاق طاقة يتراوح من مئات الواط إلى عدة عشرات من الميجاوات.
اقرأ أيضًا في هذا الموضوع: مصنعي محول التردد