Силовая электроника №3'2015

Журнал Силовая Электроника №3 за 2015 г.
Компоненты силовой электроники

Трехфазный непосредственный преобразователь частоты с близким к синусоидальному выходным напряжением

В статье приведены технические детали реализации непосредственного преобразователя частоты, представляющего собой три реверсивных преобразователя, каждый из которых формирует напряжение для одной фазы нагрузки. Разработка выполнена специалистами ООО «НИЦ преобразовательной техники» по техническим предложениям и при участии сотрудников ФГУП «ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова».

Обзор продукции компании TECHSEM

Китайская компания TECH Semiconductors Co., Ltd. (TECHSEM) была создана в 1966 г. и имеет значительный опыт разработки и производства силовых полупроводниковых устройств. Широкий ассортимент продукции компании известен высоким качеством и хорошей репутацией как на внутреннем рынке Китая, так и в Европе, США, Корее, Японии, Индии и других странах. В статье приведен обзор изделий TECHSEM.

Преимущества использования нитрид-галлиевых транзисторов в силовой электронике

Имеющиеся на сегодня источники питания (ИП), выполненные по технологии с использованием высокопроизводительных кремниевых полевых транзисторов и диодов Шоттки на основе карбида кремния, уже не являются достаточно эффективными, по крайней мере, в течение двух последних лет. Не так давно несколько производителей объявили о доступности транзисторов на основе нитрида галлия на кремнии, которые рассчитаны на рабочее напряжение 600–650 В. Как эти новые устройства могут повлиять на ИП, смогут ли они обеспечить еще более высокие уровни эффективности и плотность мощности?

Источники питания

Высоковольтные лабораторные источники питания компании «Битроник»

В статье представлено описание высоковольтных лабораторных источников питания постоянного напряжения высокой стабильности в настольном исполнении и для монтажа в стойку стандарта «Евромеханика».

Двухфазный повышающий конвертер как звено системы автоматического управления

В статье рассматриваются двухфазные повышающие конвертеры, приводится описание их работы в качестве звена системы автоматического управления, определяются динамические характеристики, получены передаточные функции двухфазного повышающего конвертера по напряжению нагрузки и по входному току.

Трехуровневый повышающий преобразователь: непрерывные и прерывистые токи, несимметричный режим работы

Растущая необходимость в более эффективном производстве, распределении и преобразовании электроэнергии заставляет проводить исследования новых топологий преобразователей. В статье сравниваются важные параметры многоуровневых и трехуровневых повышающих преобразователей (ТПП), выполненных на основе переключающих конденсаторов и ограничительных диодов. Основное внимание уделено трехуровневому повышающему преобразователю с ограничительными диодами, выявлению особенностей его работы с непрерывными и прерывистыми токами дросселя в статике и динамике. Рассмотрен несимметричный режим работы такого преобразователя. Анализ подтвержден моделированием и экспериментами.

Зарядно-балансировочное устройство для Li-iоn аккумуляторных батарей

В настоящее время имеется большая потребность в химических источниках тока для различных устройств, начиная от сотовых телефонов и кончая измерительными приборами для техники специального назначения, особенно в качестве аварийных. Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее перспективными с точки зрения величины энергоемкости и минимальных габаритов (удельной энергоемкости) для обеспечения длительного срока цикла разряда, что и является привлекательным при эксплуатации в резервных источниках питания (ИП).

Индукционный нагрев

Современные тиристорные преобразователи частоты типа «Параллель» для установок индукционного нагрева металлов

В статье показаны основные отличия современных тиристорных преобразователей повышенной частоты (ППЧ) типа «Параллель» от аналогов 10–20-летней давности, различной мощности и частоты, предназначенных для промышленных установок индукционного нагрева металлов токами высокой частоты (ТВЧ). Приведено описание одного из вариантов конструкции и основных функций специализированных ячеек блока управления и контроля (БУК) тиристорных ППЧ пятого поколения. Изложена работа основного узла ППЧ — блока силового полупроводникового (БСП). Показано, что современные тиристорные преобразователи частоты позволяют осуществить эффективную замену устаревших ППЧ и техническую модернизацию технологических процессов установок нагрева ТВЧ.

Системы охлаждения

Охлаждение силовых модулей: проблемы и решения. Часть 4

Жидкостное охлаждение позволяет максимально эффективно рассеивать тепловую энергию, генерируемую полупроводниковыми приборами. Кроме конвертеров высокой мощности, данный способ отвода тепла применяется в системах, имеющих штатный контур циркуляции охлаждающей жидкости (автомобили, индукционные нагреватели, гальванические ванны). Наибольшей эффективностью обладают многоканальные системы жидкостного охлаждения, предназначенные для использования в преобразователях мегаваттного диапазона мощности. Для их работы важно обеспечить равномерное распределение и быстрое прохождение жидкости по каналам радиатора.

Особенности построения импульсных преобразователей с гальванической развязкой. Часть 3

Обеспечение качественным и безопасным питанием электрооборудования судов ставит перед проектировщиками задачу использования приборов с применением гальванической развязки. Использование гальванической развязки - одно из обязательных требований технических заданий на создание преобразовательной техники для обеспечения безопасности эксплуатации аппаратуры.

Электроприводы

Расчет теплового баланса при установке синусоидальных фильтров в шкафы управления с частотными преобразователями

В последнее время сложилась устойчивая тенденция к росту применения частотных преобразователей на промышленных предприятиях, в области энергетики, нефтегазовой отрасли, коммунальном хозяйстве и т. д. Это связано с тем, что частотное регулирование электропривода позволяет значительно cэкономить электроэнергию и другие производственные ресурсы, обеспечивает автоматизацию технологических процессов, повышает надежность функционирования системы в целом. Широкий диапазон мощностей и различные варианты систем управления позволяют подобрать решение практически для любой задачи.

Качество электроэнергии

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.

Технологии

Возвращаемся к термопасте

О применении теплопроводящих материалов (Thermal Interface Material, TIM) написано много статей и руководств по эксплуатации, однако эта проблема продолжает привлекать внимание специалистов, работающих в сфере производства электронной техники. Требования, связанные с качеством обработки поверхности радиатора и нанесения термопасты, ужесточились с появлением силовых ключей без базового (медного или композитного) несущего основания (SKiM, MiniSKiiP). Их разработка позволила резко повысить надежность и улучшить тепловые характеристики преобразовательных устройств. Чтобы полностью реализовать возможности «безбазовых» модулей, процесс нанесения TIM должен выполняться особенно тщательно. Известно, что немалое число отказов при эксплуатации силовых модулей связано с нарушением правил применения термопаст. Большой интерес также вызывает появление новых технологий и материалов с изменяемым фазовым состоянием, а также возможность их нанесения предприятием — изготовителем модулей.

Надежность PressFIT-соединений

Технология прессовой посадки (press-fit) обеспечивает простое и надежное соединение, соответствующее современным требованиям по увеличению рабочей температуры, что позволяет использовать ее в новых силовых полупроводниковых модулях. Эта технология хорошо известна в промышленности, в течение многих лет она широко используется для получения надежного соединения в телекоммуникационных системах и в автомобильной индустрии. Компания Infineon модифицировала общую методику испытаний на надежность силовых модулей с PressFIT-контактами.

Новые горизонты технологии датчиков тока на эффекте Холла

Снижение энергопотребления и повышение эффективности — одни из важнейших задач при проектировании большинства изделий силовой электроники, особенно электроприводов, импульсных источников питания, источников бесперебойного питания и промышленного оборудования (например, сварочных аппаратов). То же касается и современных электростанций, работающих на солнечной и ветряной энергии. Для решения этих задач необходимо использовать самые передовые материалы с повышенной электрической прочностью и пониженным уровнем частичного разряда, которые бы гарантировали безопасность изделия и его устойчивость ко внешним электрическим, магнитным и электромагнитным полям. Помимо высокой помехоустойчивости и низкого уровня собственного излучения, требуется также обеспечить сохранение эксплуатационных характеристик изделия в широком диапазоне температур. В контексте требований к силовым полупроводниковым приборам это означает, в частности, низкий температурный дрейф, малое время отклика, высокий коэффициент ослабления синфазного сигнала, широкую полосу пропускания и малый уровень шума сопут- ствующих компонентов. Компания LEM воплощает эти характеристики в своих датчиках тока. Ее новейшая продукция меняет существующие представления об ограничениях технологии датчиков на эффекте Холла.

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

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