Силовая электроника №2'2015

Журнал Силовая Электроника №2 за 2015 г.
Компоненты силовой электроники

Новая специализированная ИС с элементами Холла для датчиков тока компенсационного типа, имеющая малое напряжение смещения

Представлена новая специализированная ИС для компенсационных датчиков тока с улучшенными характеристиками, в частности, со смещением и температурным дрейфом. Дополнительная функциональность новой ИС включает размагничивание и обнаружение перегрузки по току с выбором порога срабатывания.

SOI — технология интегральных драйверов IGBT

Интеллектуальные силовые модули (IPM — Intellectual Power Module) широко используются в приводах, источниках питания и многих других преобразовательных устройствах. Диапазон мощностей данных применений достаточно большой: от сотен ватт в миниатюрных приводах до мегаватт в энергетических установках. Миниатюрные интеллектуальные ключи киловаттного класса могут быть реализованы с помощью твердотельных драйверов, встраиваемых в IGBT-модули. Новая технология производства интегральных устройств управления транзисторами с рабочим напряжением 600 и 1200 В получила название SOI (Silicon On Insulator или «кремний на изоляторе»). Основными ее преимуществами являются полное подавление эффекта защелкивания, высокий иммунитет к наведенным помехам обеих полярностей и хорошие тепловые характеристики. Усовершенствованная микросхема SOI-драйвера, представленная SEMIKRON в 2014 г., обеспечивает отрицательный сигнал выключения затвора и защиту по выходу из насыщения (Desat) каждого из шести ключей инвертора. Представленные в статье результаты измерений статических и динамических характеристик подтверждают высокие эксплуатационные возможности драйвера.

Полупроводниковые технологии: силовые IGBT и MOSFET компании Alpha & Omega

Компания Alpha & Omega Semiconductor (AOS, США) известна как разработчик и производитель высокотехнологичных силовых полупроводниковых приборов, микросхем управления питанием, устройств защиты и силовых модулей. Компания основана в 2000 году выходцами из Китайской Республики (Тайвань) Майком Ф. Чангом (Mike F. Chang) и Юе-Се Хо (Yueh-Se Ho).

Дискретные устройства и модульные компоненты на основе карбида кремния, производимые компанией Microsemi

Применение новых широкозонных полупроводников при проектировании и производстве приборов силовой электроники позволяет добиться значительного улучшения их рабочих характеристик с одновременным уменьшением массо-габаритных показателей. В данной статье рассматриваются технические параметры дискретных устройств и высоконадежных модулей производства компании Microsemi, изготавливаемых на основе одного из наиболее популярных материалов — карбида кремния (SiC).

Как правильно подобрать быстродействующий предохранитель

В предыдущей статье мы подробно разобрали аспекты определения основных параметров подбора быстродействующих предохранителей — значений номинального напряжения и номинального тока, а также рассмотрели, как влияют на эти параметры перегрузки, цикличность нагрузки и внешние факторы — окружающая температура, атмосферное давление, частота тока, плотность тока в подводящих шинах и т. д. В данной статье будут обсуждены особенности применения быстродействующих предохранителей в цепях постоянного тока. Кроме того, будут представлены конструктивные варианты исполнения различных серий предохранителей и рассмотрены области их применения.

Надежность и срок службы пленочных конденсаторов

Один из самых распространенных радиоэлементов в любом электронном устройстве — конденсатор. Конденсаторы бывают электролитические, керамические, пленочные, танталовые и т.д. Каждый из этих типов обладает рядом достоинств и недостатков, что и определяет область их применения и распространенность. В статье подробно рассматриваются силовые пленочные конденсаторы.

Автомобильная электроника

Надежность силовых модулей в предельных условиях эксплуатации

Автомобильная индустрия наиболее активно стимулирует производителей электронных компонентов к разработке новых устройств. Решение задач, связанных с особенностями работы тягового электропривода, требует создания новых технологий и материалов, а также совершенствования производственных процессов. Заметным шагом на этом пути стало внедрение компанией SEMIKRON технологий прижимного контакта и низкотемпературного спекания. Их использование позволило полностью исключить развитие усталостных процессов в паяных соединениях и обеспечить высокую стойкость к термоциклированию. Эти и многие другие инновации были применены при создании серии транспортных модулей SKiM63/93 и интеллектуальных силовых ключей 4-го поколения SKiiP. На заре развития силовой электроники оценка ресурса компонентов производилась на основе выходного тока&bsp;(или мощности) и выбранного коэффициента запаса. В наши дни для этой цели исследуется профиль нагрузки, отражающий динамическое поведение преобразовательной и охлаждающей системы в конкретных условиях использования. Такой подход, требующий применения адекватных ресурсных моделей, позволяет существенно повысить точность прогнозирования.

Источники питания

Энергосберегающий стабилизатор напряжения СТЭМ-3 серии ЭКОномЪ

В настоящее время перед промышленными предприятиями, офисными и торговыми центрами стоит задача сокращения затрат на освещение, которые составляют 25–35% общих затрат на электроэнергию. Для решения задачи сокращения энергопотребления на освещение группа «РУСЭЛТ» разработала стабилизаторы напряжения СТЭМ-3.

Компактные изолированные преобразователи российского производства. Опыт импортозамещения

В статье обосновывается целесообразность применения отечественных преобразователей напряжения (модулей электропитания) при создании изделий специального назначения. Производится сравнение параметров российских модулей электропитания серии КМН производства ООО  «КВ Системы» с импортными аналогами. Анализируются схемотехнические решения, направленные на обеспечение надежности.

Интегральный источник питания дежурного режима от Monolithic Power Systems

В статье представлен новый интегральный источник питания дежурного режима MP100L от компании Monolithic Power Systems (MPS). На кристалл микросхемы MP100L встроен высоковольтный ключ, а патентованная технология позволяет при реализации блока питания отказаться от использования индуктивностей и трансформаторов.

Трехуровневый повышающий преобразователь напряжения

В статье освещены особенности трехуровневого повышающего преобразователя (ТПП), которые инженер-разработчик должен принимать во внимание перед принятием решения об использовании данной топологии. Рассмотрены регулировочная характеристика (РХ), потери в компонентах, малосигнальные модели и режим запуска. Теоретический анализ подтвержден моделированием. Эксперименты выполнены на двух макетах: на высоковольтном преобразователе с входным напряжением 2200–4000 В DC, выходным напряжением 4100 В DC и около 90 кВт выходной мощности и на преобразователе с входным напряжением от 50 до 160 В DC, 400 В DC на выходе и 3000 Вт выходной мощности.

Индукционный нагрев

Проектирование станций охлаждения для установок индукционного нагрева металлов

В статье рассмотрены особенности водяного охлаждения для установок индукционного нагрева металлов токами повышенной частоты, в состав которых, кроме станций охлаждения, входят статические преобразователи частоты контура нагрузки с конденсаторными батареями и индукторами. Рассмотрены основные элементы гидравлической схемы типовой станции охлаждения для индукционной установки повышенной частоты. Приведены технические данные разработанных станций охлаждения типа ПАРАЛЛЕЛЬ СО для промышленного использования совместно с преобразователями повышенной частоты типа ПАРАЛЛЕЛЬ различной мощности и частоты.

Оборудование

Teledyne LeCroy MDA800 — новейший осциллограф/анализатор мощности электродвигателей и приводов

Компания Teledyne LeCroy, Inc. (США), известный разработчик осциллографов, недавно выпустившая первый в мире 100-ГГц осциллограф реального времени, продолжает радовать пользователей своими новинками. Так, 10 февраля 2015 г. она анонсировала выпуск и начало поставок очередного новейшего продукта из серии осциллографов высокой четкости. Это анализатор мощности широко распространенных электродвигателей и приводов MDA800 (Motor Drive Analyzer). Прибор оснащен новым программным обеспечением с множеством дополнительных функций для всестороннего анализа электротехнических изделий и с расширенными возможностями графики.

Электроприводы

Решения компании Weidmüller для систем управления двигателями

Экономическая эффективность от применения пускорегулирующей аппаратуры для асинхронных двигателей переменного тока очевидна: увеличение ресурса привода за счет возможности плавного пуска и останова, экономия энергоресурсов благодаря регулированию скорости вращения в зависимости от потребности и в соответствии с технологическим процессом, удобство интеграции в автоматическую систему управления и т. д. Компания Weidmüller специализируется на промышленных соединениях и, опираясь на реальный мировой опыт, предлагает современные решения для устройств силовой электроники.

САПР

Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде MATLAB-Simulink
Урок 19. Переходные процессы в параллельном активном фильтре

Данная статья продолжает цикл, посвященный исследованиям динамики полупроводниковых преобразователей с регулируемым эффектом накопления энергии. Динамические свойства этих преобразователей исследуются с использованием структурных моделей на основании математического описания электромагнитных процессов по «гладкой» составляющей. В данной статье представлено дальнейшее развитие теории активных фильтров, изложенной в уроке 16, а также проведено аналитическое и модельное исследование динамических процессов в параллельном активном фильтре.

Технологии

Усовершенствованная оптимальная процедура проектирования высоковольтной кабельной арматуры

Кабельная арматура всегда монтируется на кабеле с определенным обжимающим усилием, чтобы обеспечить необходимое давление на границе соединения кабеля с арматурой (кабельной муфтой). Таким образом, после монтажа кабельная муфта продолжает находиться в напряженном (расширенном) состоянии. Но эта ситуация приводит не только к уменьшению толщины изоляции и укорочению длины муфты, но и к возможному появлению проблем в кабельной арматуре, поскольку угол выравнивающего конуса и форма конца высоковольтной экранирующей трубки могут отличаться от исходной расчетной структуры. А это, в свою очередь, будет причиной критически важного воздействия на эксплуатационную надежность кабельной арматуры. В данной статье предлагается усовершенствованная процедура расчета элементов высоковольтной кабельной арматуры, позволяющая обеспечить после монтажа оптимальные электрические характеристики соединения отрезков кабелей. Ключевой задачей было получение уравнений деформации и смещения кабельной муфты во время процесса усадки с расширением на основе теории механики упругих перемещений. Поскольку механическая прочность промежуточных соединений всегда оказывается намного меньше, чем прочность концевых конструкций кабельной системы, конкретные исследования в данной работе касались только ситуаций соединений отрезков кабеля, и именно для оценки характеристик таких соединений были рассчитаны электрические поля. Различия в распределении электрических полей до и после использования усовершенствованной процедуры их расчета показали, что процесс расширения кабельной муфты будет не только изменять структуру соединения, но и искажать электрические поля в месте контакта или в общем объеме соединения. И наконец, было произведено сравнение ситуаций на конкретном кабельном соединении, которое поддерживалось в расширенном или в расслабленном состоянии, для подтверждения корректности полученных в данной работе уравнений деформации и восстановления. Предложенную улучшенную процедуру расчета можно применять и при проектировании концевых муфт. Она может быть особенно полезна при проектировании высоковольтных или сверхвысоковольтных муфт и для обеспечения их долговременной эксплуатационной надежности.

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

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