Силовая электроника №4'2009

Журнал Силовая Электроника №4 за 2009 г.
Компоненты силовой электроники

Частотно-энергетические параметры ШИМ-инверторов систем бесперебойного питания

Работа посвящена вопросам проектирования ШИМ-инверторов применительно к источникам бесперебойного питания (ИБП). Проведен анализ частотных и энергетических характеристик. Приведены рекомендации по выбору параметров фильтра и результаты экспериментального исследования спектрального состава выходного напряжения и тока при нелинейной нагрузке.

Импульсный низкоиндуктивный высоковольтный сильноточный кабель

Высоковольтные кабели с большой токовой пропускной способностью широко применяются в различных энергетических установках. Наиболее часто такие кабели используются в качестве соединительных. В настоящее время на рынке кабельной продукции можно приобрести различного типа соединительные кабели (КВНС-20/75, КИВМ-10, КВИС-25, КВПГ-100 и т. д.), но новые технические требования и новые области применения, с учетом развития технологической базы, измерительной техники и методов проектирования, а также появления современных диэлектрических материалов, позволяют решать задачи разработки импульсных кабелей нового поколения. Необходимость сочетания требований к толщине изоляции с требованиями к величине поперечного сечения проводника, которое обеспечивало бы максимальную токовую нагрузку, при условии минимального значения величины погонной индуктивности является особенностью конструирования этого типа кабелей.

Миниатюрные плавкие предохранители Siba: «сгорел на работе» — спас оборудование. Продолжение

Пользователя особенно интересует, как быстро (или медленно) ток перегрузки (экстраток) будет прерван с помощью предусмотренного защитного элемента — плавкого предохранителя. В любом случае уровень тока короткого замыкания необходимо учитывать при его разработке. Чтобы выбрать держатель плавкого предохранителя, важно знать, насколько будет нагреваться плавкая вставка или какова будет мощность рассеивания тепловой энергии во время работы предохранителя. Кроме того, могут понадобиться и другие параметры в случае, когда требуется подобрать плавкий предохранитель, например, для работы с полупроводниковыми приборами или когда предусмотрено несинусоидальное напряжение. В принципе, свойства миниатюрных плавких предохранителей в режиме рабочего тока или экстратока могут быть описаны несколькими параметрами.

IGBT силовые транзисторы International Rectifier шестого поколения

В последнее время сектор элементной базы для силовой электроники бурно развивается. Базовыми элементами силовых регулирующих устройств являются мощные силовые ключи. Их основными параметрами являются предельные напряжения и ток, а также быстродействие и эффективность передачи энергии. В качестве мощных ключевых элементов используются MOSFET силовые транзисторы, IGBT силовые транзисторы и тиристоры. В тех областях, где требуется сочетание высоких рабочих напряжений и токов, доминируют IGBT силовые транзисторы. Они могут использоваться в виде дискретных приборов, бескорпусных кристаллов в составе гибридных силовых модулей и интеллектуальных силовых модулях различных электроприводов.

Современные интегральные силовые модули DIP-IPM фирм Mitsubishi и Powerex

Одной из тенденций развития многих приложений силовой электроники в последнее время является ориентация на использование специализированных силовых модулей вместо дискретных полупроводниковых приборов. Силовые модули выпускают многие ведущие производители силовых полупроводниковых приборов, в том числе подразделение Mitsubishi Electric Semiconductors, входящее в состав одноименного концерна.

Силовые модули SKiiP 4 — новая серия IPM для применений высокой мощности

В последние годы на рынке промышленной силовой электроники все более востребованными становятся надежные и компактные компоненты, имеющие высокую плотность мощности и конкурентоспособную цену. В состав силовых модулей SKiiP (SEMIKRON Integrated Intellectual Power), разработанных в начале 1990-х годов, входит силовой каскад, плата управления, схема мониторинга и защиты, теплоотвод. На ежегодной выставке PCIM, прошедшей в Нюрнберге в мае 2009 года, компания SEMIKRON представила 4-е поколение силовых модулей SKiiP. Впервые в мире в интеллектуальных силовых модулях (IPM) IGBT использована технология низкотемпературного спекания чипов и реализован принцип цифровой передачи данных.

Интеллектуальная силовая электроника: от настоящего к будущему

Эволюция интегрированных компонентов силовой электроники — силовых ключей, микросхем и силовых модулей — наиболее перспективное направление интеллектуальной силовой электроники. Сегодня эта отрасль развивается стремительно — прежде всего, благодаря успехам в совершенствовании технологии изготовления и в значительном улучшении параметров мощных полевых транзисторов (MOSFET), биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), силовых диодов, силовых драйверов (микросхем). Интеграция схем управления и сопряжения (контроллеров, драйверов) в силовые ключи (точнее, в силовые модули), а затем в исполнительные устройства и механизмы стала необходимым и естественным шагом. Широко осуществляемый переход от аналогового управления к цифровому (на базе микропроцессоров и микроконтроллеров) происходит также и в интеллектуальной силовой электронике. В настоящее время и тем более в будущем широкое развитие интеллектуальной силовой электроники однозначно предопределено.

«Силовая Электроника и Энергетика 2009»: время быть активным!

Выставки по праву называют «зеркалом рынка». Именно здесь собираются специалисты, чтобы оценить ситуацию, быть в курсе событий, посмотреть, что делают конкуренты, узнать мнения авторитетных экспертов, найти точку опоры для принятия правильных решений. У выставок есть одно главное преимущество: здесь могут встретиться лицом к лицу ведущие производители, поставщики товаров и услуг, конечные потребители, представители государственных организаций, профессиональные и деловые издания. Установлено, что выставочные контакты на 34% увеличивают так называемое «намерение купить» (рurchase intent) и являются наиболее эффективным инструментом сбыта. Статья посвящена выставке "Силовая Электроника и Энергетика 2009".

Источники питания

Зарядно-разрядные вольт-амперные характеристики аккумуляторов. Выравнивание напряжений в последовательной группе

В статье впервые представлены полные вольт-амперные характеристики (ВАХ) аккумуляторов. Уже из вида характеристик следует, что они должны быть составной частью сопроводительной документации, необходимой разработчикам аппаратуры, в состав которой входят аккумуляторы.

Оптимальная эффективность: расчет потерь ферритовых сердечников

В последнее время особую популярность приобрела новая программа, позволяющая разработчикам источников питания выбрать оптимальный ферритовый сердечник для специфических применений. Данная программа разработана инженерами компании EPCOS, она позволяет рассчитать реальные потери в сердечнике и разработать преобразователь с заданными параметрами эффективности. Такая оптимизация энергоэффективности источника питания для конкретных условий работы помогает снизить его себестоимость и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Калькулятор энергетической эффективности источников питания

Примерно 10% энергии, используемой в жилых домах, тратится устройствами, которые не работают, но подключены к сети, и поэтому все же продолжают потреблять энергию. Правительства многих стран разработали специальные программы, призванные улучшить энергетическую эффективность устройств. Разработчики вынуждены были перенести параметр «энергетическая эффективность устройства» из разряда второстепенных в первостепенный по важности. В настоящее время специалисты четко представляют, что проектируемое ими устройство должно полностью соответствовать всем текущим (и желательно предлагаемым к внедрению в ближайшее время) стандартам энергетической эффективности во всех возможных режимах работы.

Источники питания разрядных ламп высокого давления

Электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) активно вытесняют с рынка традиционные электромагнитные ПРА разрядных осветительных ламп. Несмотря на более высокую сложность, современные ЭПРА обеспечивают оптимальные режимы эксплуатации лампы и возможность работы в системе управления освещением. ЭПРА конкурентоспособны по стоимости с электромагнитными ПРА, поскольку высокая начальная цена компенсируется увеличением срока службы и объемом сэкономленной электроэнергии. В статье рассматриваются вопросы проектирования ЭПРА для разрядных ламп высокого давления (РЛВД), приведены способы снижения динамических потерь, формулы для приближенного расчета потерь мощности в преобразователях.

Современная схемотехника преобразователей положительного напряжения в отрицательное

Преобразование положительного напряжения в отрицательное широко используется в устройствах с ЖКИ, усилителях мощности звуковой частоты, промышленном и измерительном оборудовании, а в последнее время — и в схемах управления свето-диодами и зарядных устройствах. В статье рассматриваются причины этой тенденции. Представленные в данной статье схемы преобразователей положительного напряжения в отрицательное помогут инженерам в выборе схемотехнического решения и необходимых компонентов для конкретных применений.

Применение силовых МДП-транзисторов в высокочастотных автономных инверторах напряжения с квазирезонансной коммутацией

В полупроводниковых преобразователях электрической энергии, работающих на повышенных частотах, определяющими в балансе потерь являются коммутационные потери в силовых полупроводниковых вентилях. Резонансная и квазирезонансная коммутация (КРК) вентилей позволяет снизить потери и расширить диапазон рабочих частот устройств силовой электроники, повышает надежность и улучшает электромагнитную совместимость преобразователей с сетью и нагрузкой. Работа силовых МДП-транзисторов в инверторах напряжения с КРК и переключениями при нулевом напряжении (ППН) имеет особенности, которые требуют применения специальных способов управления, обеспечивающих эффективный вывод накопленных в структуре зарядов неравновесных носителей.

Сокращение затрат за счет применения источников питания с нормированным значением пиковой мощности

Применение источников питания с нормированным значением пиковой мощности позволяет значительно снизить стоимость системы электропитания. В статье на конкретном примере приведена оценка оптимального режима работы источника питания при пиковых нагрузках для разных значений рабочего цикла и пиковой мощности.

Эволюция импульсных источников вторичного электропитания: от прошлого к будущему. Часть 5.1

В статье подведены итоги эволюции нового класса импульсных источников вторичного электропитания (ИВЭ), которые позволяют приступить к анализу путей совершенствования блоков питания. Рассмотрены характерные особенности развития импульсных ИВЭ как в историческом, так и в научно-техническом аспекте эволюции средств электропитания. Приведены особенности эволюции ИВЭ в части компонентной базы с 1965 по 2005 год. Отмечены причины роста научного потенциала как разработчиков импульсных ИВЭ, так и производителей компонентной базы средств электропитания. Подробно изложены итоги эволюции силового ключевого элемента, а также материалов и компонентов, применяемых в импульсных источниках нового класса. При этом особое внимание авторы уделяют тем компонентам, без которых невозможно проектировать высокочастотные преобразователи, применяемые в сетевых блоках питания нового класса.

Индукционный нагрев

Схемотехническая модель индукционного комплекса с тиристорным преобразователем повышенной частоты

Приведено описание схемотехнической модели индукционного комплекса с тиристорным преобразователем частоты (ТПЧ) и источником электропитания. Нагрузка тиристорного инвертора представлена колебательным контуром с индуктором для порционной плавки металлов в плавильной печи типа ИСТ-0,16. Схемотехнические модели, в рабочем окне программы моделирования Micro-CAP 9 построены на основе PSpice-описаний компонентов. Параметры простых компонентов и PSpice-моделей редактируются на вызываемых панелях. Проведен частотный анализ схемотехнической модели, анализ переходных процессов, описаны результаты исследования электромагнитных процессов в инверторе по действующим напряжениям, токам инвертора и гармоническому составу тока индуктора. Результаты исследований позволяют произвести реновацию рабочих режимов ТПЧ при плавке черных и цветных металлов в индукционной электропечи.

Электромагнитная совместимость

Электроэнергетическая и электромагнитная совместимость вторичных источников импульсного питания с автономными системами электроснабжения переменного тока. Часть II. Обзор и систематизация известных структур и схем основных узлов

Данная статья продолжает цикл, посвященный выбору способов и схемотехнических решений, обеспечивающих сохранение качества электроэнергии питающей сети и допустимого уровня генерируемых электромагнитных помех при работе вторичных источников импульсного питания (ВИИП) с емкостным накопителем в составе автономных систем (АСЭС), в частности транспортных.

Электроприводы

Управляйте электродвигателями с помощью XPT IGBT компании IXYS

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.

Сравнительный анализ некоторых методов фазовой синхронизации

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.

САПР

Школа MATLAB. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 10. Вторичный источник питания полупроводникового электропривода с рекуперацией энергии в сеть

Данная статья продолжает цикл публикаций по разработке методики модельного исследования вторичных источников питания (ВИП) силовых полупроводниковых преобразователей, включенных в замкнутую систему электропривода. В статье рассматривается электропривод, ВИП которого обеспечивает рекуперацию энергии в сеть переменного тока. Для моделирования используются блоки библиотек Simulink и SimPowerSystems (уроки 1–5). Представление результатов моделирования реализуется программными и инструментальными средствами MATLAB (урок 6). Основные характеристики устройств силовой электроники рассмотрены в уроке 7.

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо