Компания IXYS представляет XPT IGBT, новейшее поколение транзисторов с защитой в режиме короткого замыкания, с возможностью параллельного соединения и высокой эффективностью. Новейшие достижения в разработке топологии кристалла и новые технологические процессы позволили создать IGBT с улучшенными характеристиками. Комбинация XPT IGBT с современными Sonic-диодами компании IXYS позволяет получить быструю и мягкую характеристику переключения. XPT IGBT оптимизированы для применения в управлении электродвигателями, источниках бесперебойного питания и инверторах различных видов. Первые продукты выпущены в диапазоне токов от 10 до 50 А на напряжение 1200 В. Эти IGBT будут также применяться в силовых модулях различной конфигурации для приложений с большой мощностью.

Одна из широко распространенных задач, решаемых встраиваемыми системами, — это контроль сетевого напряжения. В качестве примера можно привести устройства плавного пуска и регулирования выходной мощности асинхронных двигателей. Промежуточной задачей при этом является определение текущей фазы сетевого напряжения питания, «привязка по фазе». Обычно для этого в процессе работы приложения в микроконтроллере формируется генератор виртуальной синусоиды. (Не путать с тактовым генератором микроконтроллера!) Его частота равна частоте сетевого напряжения (50 Гц), а фаза подстраивается под фазу входного напряжения. Тогда в любой момент мы можем с высокой степенью точности предсказать, какова фаза входного напряжения.

По данным исследований рынка силовой электроники, проводимых британским исследовательским институтом IMS (British Market Research Institute), доля частотно-регулируемых электроприводов составляет более 50% мирового оборота. Этот факт объясняет рост популярности специализированных компонентов, ориентированных на применение в частотно-регулируемых электроприводах. Общая тенденция современного рынка мощных преобразовательных устройств — это рост предложения готовых узлов и подсистем. Функционально законченные блоки, предназначенные для решения конкретных задач, в ряде случаев оказываются востребованными в большей степени, чем дискретные силовые модули. Примером такого изделия является универсальная платформа SEMIKUBE, ориентированная на построение электроприводов в диапазоне мощности до 1 МВт.

В данной статье рассмотрены схемотехнические возможности повышения выходного напряжения многоуровневых автономных инверторов, применяемых в электроприводе и электроэнергетике, в условиях ограниченного максимально допустимого напряжения силовых полупроводниковых ключей.

В статье представлены новые варианты исполнения преобразователей электроприводов серии ЭПВ, предназначенных для управления электродвигателями переменного тока. Рассмотрены режимы управления за счет энергии торможения, мягкого переключения двигателя между преобразователем частоты и сетью, функция защиты преобразователя по динамической тепловой модели IGBT силового модуля.

В статье приводятся результаты разработки, производства и применения высоковольтной системы с тиристорным преобразователем напряжения типа ПCД-В-Г для плавного пуска группы асинхронных электроприводов центробежных механизмов.

Определены параметры стационарных режимов синхронного двигателя с постоянными магнитами при постоянном моменте нагрузки и исследована их устойчивость методом математического моделирования.

В мире ежегодно выпускается порядка семи миллиардов электродвигателей. Они потребляют около 70% общего количества произведенной электроэнергии. Поэтому в настоящее время остро стоит задача оптимального управления электродвигателями не только с технологической точки зрения, но и с точки зрения экономии электроэнергии. Цель данной работы — показать читателю, как правильно выбрать мощность, вид, тип и метод управления двигателя для электропривода.

Для синхронного электродвигателя с постоянными магнитами на роторе выведены дифференциальные уравнения, в которых учитываются главные факторы, определяющие свойства машины, — зависимость электромагнитных процессов и вращающего момента от скорости и углового положения ротора.

В широкой номенклатуре разнообразных преобразователей частоты, которые производит ОАО Электровыпрямитель, заметную долю занимают преобразователи для электроприводов, в том числе и низковольтные. Преобразователи частоты (ПЧ) Омега-2, выпуск которых начал Электровыпрямитель, предназначены для регулирования скорости вращения низковольтных асинхронных электроприводов насосов, компрессоров, вентиляторов, воздуходувок, дымососов, конвейеров, транспортеров, центрифуг, дробильного оборудования и многих других механизмов.

В статье описываются результаты разработки, производства и применения высоковольтной системы с тиристорным преобразователем напряжения типа ПАД-В-Г для плавного пуска группы асинхронных электроприводов центробежных механизмов. Тиристорные высоковольтные преобразователи напряжения (ТПН) все более широко применяются в качестве устройств плавного пуска высоковольтных асинхронных короткозамкнутых двигателей с номинальным напряжением 3, 6 и 10 кВ. Высокие технико-экономические показатели получают при использовании системы «Тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный электродвигатель» для плавного пуска индивидуального асинхронного электропривода для механизмов центробежного принципа действия: насосов, вентиляторов, компрессоров. Это обусловлено видом механических характеристик центробежных механизмов (ЦМ). Показатели экономической эффективности, при сохранении всех положительных характеристик индивидуального электропривода, повышаются при использовании тиристорного преобразователя напряжения для плавного пуска группы высоковольтных асинхронных электроприводов центробежных механизмов. В этом случае достаточно одного тиристорного преобразователя напряжения для поочередного плавного пуска всех асинхронных двигателей группы электроприводов центробежных механизмов. Причем чем больше двигателей в группе электроприводов, тем больше экономический эффект от применения системы «Тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный электродвигатель» для плавного пуска. В ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы» (ЗАО «АСК», Екатеринбург) накоплен значительный опыт в разработке, производстве и применении высоковольтной системы «Тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный электродвигатель» на базе преобразователя напряжения типа ПАД-В для индивидуальных высоковольтных асинхронных электроприводов ЦМ [1–4]. Учет этого факта, а также все возрастающего интереса различных предприятий к применению системы «Тиристорный преобразователь напряжения – асинхронный электродвигатель» для реализации плавного пуска группы высоковольтных асинхронных электродвигателей (от 2 до 8) обусловил целесообразность решения данной задачи именно ЗАО «АСК», а также необходимость разработки преобразователей типа ПАД-В-Г.

В настоящее время хорошей альтернативой микроприводам, состоящим из быстроходного электродвигателя с обратной связью и механического редуктора, является шаговый электропривод, ставший уже традиционным исполнительным устройством многих электронных приборов и систем.

В статье описывается предельная непрерывная модель контура регулирования токов статора частотно управляемого синхронного электродвигателя. Показано, что при расчете процессов в синхронном электроприводе можно пользоваться более простой непрерывной моделью контура, однако параметры контура следует выбирать с учетом дискретного характера управления, обусловленного наличием широтно-управляемого автономного инвертора.

Возрастающие требования к качеству производственных процессов, а также необходимость использования высоких технологий обусловливают внедрение современных регулируемых электроприводов в промышленное производство. В равной степени это относится и к электроприводам подъемно-транспортных механизмов.

Рассмотрена система управления тяговыми электроприводами модернизированного трамвая «Tатра-3Е», позволяющая значительно повысить его электродинамические характеристики до уровня современных моделей трамвайных вагонов и в случае внедрения спо-собная эффективно решить проблему критического износа парка городского электротранспорта.

В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года снижение энерго- и электроемкости экономики и повышение эффективности использования энергоносителей являются важнейшими стратегическими направлениями [1, 2]. Электроэнергетика является определяющей в структуре энергопотребления, которое вместе с теплоснабжением использует 70% топливно-энергетических ресурсов. Вместе с тем значительная часть энергоблоков ТЭС (более половины) эксплуатируется уже более 35 – 40 лет, их оборудование основательно устарело и нуждается в коренной реконструкции.

В статье рассмотрен контур регулирования тока статора синхронного электродвигателя с постоянными магнитами, получено условие устойчивости этого контура и исследована точность поддержания заданного тока с учетом ЭДС вращения, наводимой в обмотке статора.

Рассмотрены преимущества группирования однотактных импульсных преобразователей напряжения во взаимосвязанные пары: использование развязывающих и согласующих силовых трансформаторов, повышение КПД и обеспечение обратимости преобразования. Вместе с известными характеристиками однотактных преобразователей напряжения эти достоинства особенно ярко проявляются применительно к высоковольтным сетевым тяговым схемам и другим силовым электроприводам постоянного и переменного тока.

На предприятии «Автоматизированные системы и комплексы» (г. Екатеринбург) осуществлена инновационная разработка энергосберегающего промышленного широкорегулируемого асинхронного электродвигатель переменного тока нового поколения. Актуальность совершенствования систем электроприводов обусловлена их значительной долей в балансе электропотребления, дефицитом генерирующих мощностей, ростом стоимости электроэнергии и ужесточением требований к обеспечению энергетической и электромагнитной совместимости элементов системы производства и электромеханического преобразования энергии.

В статье рассмотрен процесс равноускоренного частотного пуска синхронного двигателя на холостом ходе, при постоянном моменте нагрузки и при вентиляторной нагрузке. На фазовой плоскости двигателя, по оси абсцисс которой откладывается отставание ротора от поля статора, определена область устойчивости равноускоренного разгона.

В статье рассмотрены проблемы построения бездатчиковых систем электроприводов переменного тока, соответствующих современным требованиям для кранов и лифтов. Предложены способы существенного улучшения их характеристик. Приведены структуры системы управления электроприводом, результаты испытаний.

В статье приводятся результаты разработки, производства и применения серии высоковольтных тиристорных преобразователей напряжения типа ПАД-В, предназначенных для плавного пуска короткозамкнутых асинхронных электродвигателей с номинальным напряжением 3, 6 и 10 кВ.

В статье исследуются переходные процессы в силовом трансформаторе при включении его в сеть с синусоидальным напряжением и даются рекомендации для разработчиков.

Серия миниатюрных силовых модулей MiniSKiiP, разработанных компанией SEMIKRON и предназначенных для использования в электроприводах мощностью до 30 кВт, необычайно популярна среди производителей силовой электроники. Об этом свидетельствует тот факт, что доля SEMIKRON на европейском рынке компонентов силовой электроники данного диапазона мощности составляет 46%. Одно из наиболее интересных конструкторских решений, использованных в этом типе модулей — усовершенствованные пружинные контакты, используемые в качестве силовых и сигнальных терминалов. MiniSKiiP второго поколения имеют беспрецедентную в своем классе плотность тока, обладают повышенной стойкостью к токовым перегрузкам и термоциклированию. Особенностям конструкции силовых модулей MiniSKiiP посвящено достаточно много статей [1, 2], однако их растущая популярность в России вызывает необходимость более подробно остановиться на особенностях применения данных компонентов.

В статье предлагаются пути модернизации и разработки высокоэффективных структурных и схемотехнических решений для сокращения сроков и повышения качества проектирования и поэтапного создания перспективных автономных транспортных электротехнических комплексов с тяговой электротрансмиссией на примере дизель-поезда.

Применение в жилищно-коммунальном хозяйстве регулируемых электроприводов, в том числе станций управления группой насосных агрегатов, позволяет значительно сократить эксплуатационные расходы, и в частности расходы на электроэнергию.

В статье описаны конструкция и испытания интегрированного электромеханического привода, состоящего из электрической машины с постоянным магнитом и преобразователя матричного типа. Разработка интегрированной системы заключалась в проектировании электрической машины, силового преобразователя и объединении их в единую систему. Показаны практические результаты работы, а также функционирование системы при испытательных воздействиях.

Это первая статья из цикла материалов о современных электроприводах переменного тока. В следующем номере журнала «Силовая электроника» будет опубликована завершающая статья, посвященная вопросам использования электроприводов такого типа в подъемно-транспортных механизмах. В статье рассмотрены проблемы построения систем векторного управления для бездатчикового асинхронного электропривода. Предложены способы существенного улучшения его характеристик за счет использования специальных алгоритмов адаптации к параметрам, наиболее сильно изменяющимся в процессе работы. Приведены структуры системы управления, результаты анализа чувствительности и экспериментального исследования характеристик.

Совершенствование приводной техники, в частности систем с частотным регулированием скорости электропривода, усложняет обеспечение допустимых уровней помехоустойчивости и высокочастотного кондуктивного излучения промышленных преобразователей в диапазоне 150 кГц — 30 МГц. Современные преобразователи частоты (ПЧ), несмотря на использование встроенных сетевых фильтров и оптимизацию топологии сигнальных и измерительных цепей элементов [1], в ряде случаев не могут обойтись без установки дополнительных внешних фильтров электромагнитной совместимости. В статье рассматривается конструкция и эффективность применения внешних фильтров электромагнитной совместимости, устанавливаемых между выходом ПЧ и электродвигателями асинхронного электропривода.

Рассмотренная в статье универсальная схема импульсного регулирования силового электропривода с использованием трансформаторной гальванической развязки обеспечивает все виды электрического торможения. Она может использоваться для всех видов электроприводов и при любых типах и параметрах источника первичного питания.

Достаточно быстрое развитие механизации и автоматизации различных технологических процессов, а в последнее время еще и разнообразного специального оборудования и сложной бытовой техники, инициировало создание целого класса микросхем управления, ориентированных на управление электроприводами сверхмалой и малой мощности. Основными требованиями, предъявляемыми к этим микросхемам управления, являются надежность, высокая адаптивность к конкретным условиям применения, малое количество дополнительных элементов, низкая цена.

В связи с неуклонно растущей популярностью шаговых электроприводов неизбежно растет и потребность в недорогих, но эффективных средствах управления. Данная статья посвящена перспективным модулям автоматизации Fractal, предназначенным для управления шаговыми электоприводами.

В статье представлены новые совместные работы ООО «ЭЛПРИ» (Чебоксары) и НИЛ «Вектор» Ивановского государственного энергетического университета в области частотного и адаптивно-векторного управления электроприводом переменного тока.

В статье рассмотрены аспекты построения автоматизированных насосных станций с частотно-регулируемым электроприводом.

В статье рассмотрена номенклатура различных сетевых модулей для сервоприводов Omron-Yaskawa серии W(Sigma II), их основные характеристики и возможности с целью использования на различных информационных и управленческих уровнях в технологических процессах на производстве.

В январе 2000 года американское отделение фирмы SEMIKRON получило заказ министерства энергетики США на разработку интегрального силового модуля AIPM (Automotive Integrated Power Module) для автомобилей нового поколения, создаваемых в сотрудничестве с PNGV (PNGV — Partnership for a New Generation Vehicle). Организация PNGV образована тремя крупнейшими американскими автопроизводителями с целью разработки технологий, необходимых для создания гибридных автомобилей и прочих транспортных средств, использующих для движения комбинированный тип двигателя — внутреннего сгорания и электрический, потребляющий не более 3 литров бензина на 100 км (75 миль на галлон по стандарту США). Перед SEMIKRON была поставлена задача — создать компактный мощный универсальный модуль инвертора, способный работать в силовых установках гибридных автомобилей, а также лифтов, погрузчиков, транспортеров и т. д. Первые варианты силовых модулей именовались SKAI (SEMIKRON Automotive Inverter, позднее SEMIKRON Advanced Integration) [3]. Но поскольку область применения этих изделий оказалась чрезвычайно широкой, в окончательном виде некоторые версии электроприводных интеллектуальных модулей SEMIKRON получили название SKADS — SEMIKRON Advanced Drive System.

В статье предложена новая структура универсальной тяговой схемы дизель-электропоезда с импульсным регулированием и защитой от перенапряжений. По основным критериям данная структура представляется максимально эффективной для перспективного железнодорожного транспорта.

В статье рассмотрены аспекты применения асинхронного частотно-регулируемого взаимосвязанного электропривода для аппаратов воздушного охлаждения нефтепродуктов, содержащих группу вентиляторов.

Реконструкция систем электропитания рольгангов, выполненных на основе электромашинных преобразователей частоты, в настоящее время является актуальной задачей для многих предприятий металлургического комплекса России. По ряду причин применение стандартных преобразователей частоты является весьма затруднительным. В статье приводятся некоторые результаты разработки и внедрения предприятием ЗАО «Автоматизированные системы и комплексы» специализированного преобразователя частоты для питания секций рольгангов.

В статье представлены новые серии устройств энергосбережения и оптимизации энергопотребления средствами электропривода, которые выпускает ООО «ЭЛПРИ», (Чебоксары). Устройства предназначены для обеспечения энергоэффективной работы промышленных и коммунальных объектов.

В статье рассмотрены особенности интеллектуальных силовых модулей компании International Rectifier, предназначенных для использования в массовом промышленном электроприводе и электроприводе бытовой техники мощностью до нескольких киловатт.

В широкой номенклатуре разнообразных преобразователей, выпускаемых на ОАО «Электровыпрямитель», достаточно заметную долю занимают преобразователи для электроприводов, в том числе и низковольтные.

В первом номере журнала «Силовая электроника» за 2004 год была опубликована статья «Современные преобразователи частоты. Методы управления и аппаратная реализация», в которой рассказывалось о методах построения современных преобразователей частоты (ПЧ) для управления асинхронными электродвигателями и о функциональном составе преобразователей. В данной статье будут описаны режимы работы преобразователей и основные области применения преобразователей частоты в промышленности.

В статье описывается серия высоковольтных преобразователей частоты типа ВПЧА для асинхронного электропривода переменного тока, осваиваемая в серийном производстве ОАО «Электровыпрямитель».

В настоящее время в промышленности различных отраслей все шире используются электроприводы и все чаще ставится задача автоматизации их управления. В данной статье будет рассмотрен пример построения системы управления бесколлекторными электроприводами постоянного тока с использованием специализированных контроллеров управления компании Apex Microtechnology.

Изобретение паровой машины Джеймсом Ваттом создало предпосылку для создания средств автономного передвижения. Недостаток технологии, выразившийся в значительном весе и размерах силовой установки, не позволял сделать транспортное средство действительно автономным. Успех железнодорожного транспорта, привязанного к специально построенным дорогам, не распространился на омнибусы. Компактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) позволил избавиться от привязки к специально построенному пути и разрешил проблему автономности. В то же время успехи в производстве и распределении электроэнергии, наряду с прогрессом в создании химических источников тока (ХИТ), в том числе аккумулирующего типа, предоставили альтернативу автомобилю — электромобиль и гибридный автомобиль.

Проблема регулирования скорости движения машин и механизмов с целью экономии электроэнергии решалась в последние десятилетия в основном с помощью регулируемых электроприводов. Причем, если еще в 70–80-х годах преобладающими были регулируемые электроприводы постоянного тока, то в настоящее время они повсеместно вытесняются регулируемыми электроприводами переменного тока, как правило, с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Объясняется это достижениями микроэлектроники, позволяющими реализовать небольшими аппаратными затратами довольно сложные алгоритмы управления электродвигателем переменного тока, который в общем случае предпочтительнее двигателя постоянного тока по надежности, массе, габаритам и стоимости.

Основным элементом современных электроприводов переменного тока является преобразователь частоты (ПЧ). Несмотря на многообразие существующих на данный момент алгоритмов управления и вариантов аппаратной реализации преобразователей частоты, можно говорить о типовых решениях, применяемых большинством производителей. Фактически, выработались негласные стандарты на структуру преобразователей частоты и выполняемые ими функции.