Преимущества IGBT-транзисторов перед тиристорами.

Статьи » Избранные статьи, Автор Инновации в промышленности. 20 мая 2009

IGBT-транзистор

Тиристорное управление позволяет переключать мощность только раз в половину периода линейной входной частоты (50 Гц) с синхронизацией, зависящей от нужной выходной мощности. Это значит, что выходной ток может быть отрегулирован только раз в половину периода (10 мс), что не обеспечивает надежной работы оборудования особенно с индуктивной или быстроменяющейся нагрузкой (например, флуоресцентная лампа).

Выходная мощность тиристора имеет импульс тока частотой 50 Гц, показывая большой коэффициент гармоник (волна несинусоидальной формы) со всеми шумами, то есть тиристоры имеют неполную управляемость и низкое быстродействие, ограничивающее рабочую частоту. Транзисторы IGBT, напротив, могут работать с высокой рабочей частотой, обеспечивая непрерывное управление выходной цепью и ее адаптацию к текущей нагрузке в режиме реального времени. Ширина полосы частот такого управления составляет более 1 кГц (то есть регулировка выполняется каждую миллисекунду – в десять раз чаще, чем при тиристорном управлении). Использование такой технологии позволяет получить синусоидальную форму выходного напряжения с небольшим коэффициентом гармоник независимо от нелинейности входной линии.

Транзисторы IGBT с большой глубиной модуляции позволяют непрерывно регулировать выходное напряжение при любых условиях нагрузки – от короткого замыкания до перегрузки (на 10% больше номинальной мощности регулятора). Специальный программный алгоритм, технический перевод документации на который выполнен высокопрофессиональными подрядчиками, ограничивает выходную мощность на уровне номинальной мощности регулятора + 10%, что позволяет заменить регулятор 15 кВ*А на регулятор 5 кВ*А. Безусловно, в таком случае максимальная яркость будет недоступна, однако регулятор 5 кВ*А будет работать при более низком потреблении (эта особенность была очень полезна в аэропорте Мадрида). Система управления регулятора с обратной связью измеряет выходной ток и напряжение каждые 50 микросекунд (20000 раз в секунду), вычисляет среднеквадратичное значение и регулирует модуляцию транзистора IGBT (метод широтно-импульсной модуляции). При обнаружении чрезмерного тока на выходе система регулирования с обратной связью работает с максимальной задержкой в 1 мс. Выходной ток транзистора IGBT измеряется каждые 2 микросекунды (500000 раз в секунду) и ограничивается программным алгоритмом в зависимости от порогового значения, что позволяет защитить транзистор при любых условиях работы. Приведенное высказывание было подтверждено опытным путем – выполнялось мгновенное переключение от максимальной нагрузки до короткого замыкания.

Ключевые слова: