IGBT – تقنية التبديل اللينة ومحركات التردد القابلة للتعديل
– الترانزستورات ثنائية القطب المعزولة بالبوابة :: Joliet Technologies/IGBT
IGBT’s –
تقنية التبديل اللينة والترانزستورات ثنائية القطب المعزولة للبوابة.
تقنية Soft Switching
الباحث الإلكتروني محركات السرعة القابلة للتعديل 5700 و 6600
تقنية التبديل الناعمة
تستمر تقنية التحكم في سرعة محرك التيار المتردد في التطور بوتيرة سريعة. تعد محركات التردد القابلة للتعديل (AFD) جزءًا مهمًا من هذا التطور. يعد توفير الطاقة ، وتقليل التآكل على المكونات الميكانيكية ، والتحكم الأفضل في العملية من العوامل الأساسية التي تدفع التقدم السريع لهذه التكنولوجيا.
تستخدم تقنية AFD الحالية مع خوارزمية تعتمد على معالج النبضة (PWM) المعزول الترانزستور ثنائي القطب (IGBT) لتوليد الجهد المتغير والتردد المطلوب للتحكم في سرعة محرك التيار المتردد. نظرًا لأن أجهزة IGBT يمكنها التبديل عند ترددات حاملة عالية (تصل إلى 15 كيلو هرتز).
هناك العديد من المزايا:
_المزيد من عزم الدوران المنخفض السرعة للتطبيقات التي تتطلب عزم دوران المحرك الاسمي بالقرب من السرعة الصفرية.
_تشغيل المحرك بشكل أكثر هدوءًا مما يقلل الضوضاء المسموعة.
_استقرار مُحسَّن عند السرعة المنخفضة مما يقلل التذبذبات منخفضة السرعة.
لسوء الحظ ، فإن تقنية التبديل السريع IGBT تولد أيضًا ارتفاعًا سريعًا في الجهد (dv / dt) في شكل الموجة الناتج مما يؤدي إلى إجهاد إضافي على عزل المحرك.
الموجة الجيبية التي تم إنشاؤها بواسطة المنفعة
يتم تمثيل الموجة الجيبية التي تم إنشاؤها بواسطة الأداة المساعدة AC بموجة جيبية حيث تكون فترة الموجة هي معكوس ترددها والارتفاع يساوي حجمها عندما تكون محركات التيار المتردد متصلة مباشرة بخط المنفعة (عبر الخط) ، فإنها تعمل بسرعة ثابتة. يمكن أن يكون جهد الدخل 230 أو 460 فولت عند 60 هرتز في الولايات المتحدة الأمريكية و 380 فولت عند 50 هرتز في أجزاء أخرى من العالم. مع موجة جيبية عند هذا التردد المنخفض ، يرى المحرك والكابل جهدًا قصويًا يساوي جهد RMS مضروبًا في 1.414 ، أو حوالي 650 فولت لخط 460V الاسمي. للسماح بالعبور الخطي العالي ، عادةً ما يكون تصنيف العزل الكهربائي 1000 فولت على المحرك مناسبًا.
تعديل عرض النبضة
يعد تعديل عرض النبضة ، الذي يشار إليه عادةً بـ “PWM” ، نوعًا من تقنيات AFD التي تحقق التحكم في التردد والجهد مع قسم محرك يسمى العاكس. باستخدام تقنية PWM ، يتم تقطيع جهد ناقل التيار المستمر إلى نبضات جهد ذات سعة ثابتة وعرض متغير لتقريب خرج موجة جيبية إلى محرك التيار المتردد (كما تمثله الموجة الجيبية على الرسم البياني PWM).
ارتفاع معدل الجهد (dv / dt) المشكلة
يعمل الارتفاع السريع للجهد المرتبط بتقطيع PWM جنبًا إلى جنب مع اختلافات المعاوقة بين الكابلات والمحرك ، كخط نقل يتسبب في انعكاس الجهد. عندما تنعكس النبضة ، فإنها تعزز بعضها البعض مما يتسبب في ذروة الجهد على الكابل وفي أطراف المحرك والتي يمكن أن تكون عدة مرات من جهد خرج المحرك الاسمي.
قضية معدل ارتفاع الجهد (dv / dt)
محركات الترانزستور ثنائية القطب لها أيضًا خسائر داخلية عالية وكفاءة منخفضة.
تجنب AFD المبكر انعكاسات النبض باستخدام الترانزستور ثنائي القطب لتقطيع جهد ناقل التيار المستمر وإنشاء تردد الإخراج المطلوب.
تتميز هذه التقنية
بمزايا انخفاض dv / dt ، ولكن أيضًا التردد المنخفض للتبديل الذي يتسبب في مشكلات الأداء الموضحة في القسم الأول. محركات الترانزستور ثنائية القطب لها أيضًا خسائر داخلية عالية وكفاءة منخفضة.
تغلب AFD على قيود الترانزستورات ثنائية القطب من خلال تطوير IGBT. تتمتع أجهزة التحويل الأحدث بالقدرة على “التشغيل” و “الإيقاف” بشكل أسرع بكثير من سابقاتها وأدت إلى زيادة الأداء والكفاءة. تم تبني IGBTs بسرعة بسبب هذه المزايا ، ومعظم أجهزة AFD ذات الجهد المنخفض تستخدم هذه التقنية اليوم.
5700 و 5750 و 6600 محسّن IGBTومع ذلك ، فإن أوقات التحويل الأسرع والارتفاع dv / dt لـ IGBT تسببت في أن تقترب ذروة الجهد عند أطراف المحرك من ضعف ذروة الجهد. أجبر هذا على استخدام محرك خاص وتطلب أيضًا اهتمامًا خاصًا أثناء التثبيت. يتم تحديد محركات العمل العاكس بشكل عام لضمان أن تصنيف العزل الكهربائي مناسب ، والذي يكون في معظم الحالات أعلى من 1600 فولت.
تستخدم منتجات 5700 و 5750 و 6600 AFD أجهزة الجيل الرابع المحسنة IGBT ودوائر التحكم في البوابة ذات التبديل الناعم.
تستخدم منتجات 5700 و 5750 و 6600 AFD أجهزة الجيل الرابع المحسنة IGBT ودوائر التحكم في البوابة ذات التبديل الناعم.
تستخدم منتجات 5700 و 5750 و 6600 AFD أجهزة الجيل الرابع المحسنة IGBT ودوائر التحكم في البوابة ذات التبديل الناعم. يعمل هذا على تحسين dv / dt بنسبة 50٪ تقريبًا ، مما يؤدي بدوره إلى تقليل جهد طرف المحرك عند الذروة. لقد خفضت IGBT المطورة حديثًا الخسائر الداخلية ، بينما أعيد تصميم دوائر البوابة لتوفير dv / dt أقل دون المساومة على الأداء. هذا يقلل من متطلبات التصنيف الدنيا لقوة العزل الكهربائي لعزل المحرك ، مما يسمح بتطبيق محرك قوة عازلة 1000 فولت مع هذه المحركات في العديد من التطبيقات.
انخفاض في ذروة الجهد عند أطراف المحرك
الانخفاض في ذروة الجهد عند أطراف المحرك فيما يتعلق بطول الكبل بين المحرك والمحرك لمحركات 5700 و 5750 و 6600 ومحركات IGBT القياسية دون التبديل الناعم.
تعمل عائلة منتجات Fincor Electronics 5700 و 5750 و 6600 على تحسين أداء المحرك وتقليل ضغط الجهد بشكل كبير على عزل المحرك المُدار .
يقارن ذروة الفولتية بين 5700 و 5750 و 6600 محركًا بتقنية التبديل الناعم ومحرك الأقراص التقليدي
الفولتية القصوى بين محركات 5700 و 5750 و 6600 مع تقنية التبديل الناعم ومحرك الأقراص التقليدي الذي لا يحتوي على هذه التقنية.
1 = محرك الأقراص التقليدي (بدون تبديل ناعم)
2 = Fincor 5700 و 5750 و 6600 (تبديل ناعم)
فوائد تقنية Soft Switching
#الميزة
تقليل إجهاد عزل المحرك
المنفعة
زيادة العمر الحركي
#الميزة
استخدام محركات عازلة بجهد 1000 فولت حيثما تسمح شروط التطبيق بذلك
المنفعة
انخفاض تكلفة محرك التيار المتردد
#الميزة
قم بزيادة مسافة تشغيل كبل المحرك / المحرك قبل النظر في مرشحات الإخراج
المنفعة
انخفاض تكلفة التركيب ؛
تقليل وقت التثبيت ؛
تقليل مساحة اللوحة / الجدار
بالإضافة إلى المزايا المذكورة أعلاه ، توفر محركات التيار المتردد 5700 و 5750 و 6600 ما يلي:
_تحكم ناقل عزم الدوران الديناميكي تشغيل محرك سلس ودقيق وفعال.
_لوحة مفاتيح تعمل كوحدة نسخ.
_مدمج RS-485 / Modbus RTU لسهولة الاتصال بوحدات التحكم في المعالجة.
_الحجم الصغير: تركيب جنبًا إلى جنب مع خلوص صفري في معدلات 30 حصان أو أقل.
