Семенов Б.Ю. Силовая электроника: профессиональные решения

Семенов Б.Ю. Силовая электроника: профессиональные решения

От автора

Электроэнергетика в современном мире заняла столь прочное место, что мы уже просто не представляем, каким образом можно обойтись без электрической энергии в цивилизованном обществе, насыщенном техническими средствами, облегчающими нам жизнь. Соответственно, задачи преобразования электроэнергии сегодня столь широки и разнообразны, что в этом направлении работает огромное количество разработчиков-инженеров, великое множество фирм поставляет на рынок всевозможные преобразователи напряжения, тока, частоты с колоссальными диапазонами мощностей – начиная от долей ватт и заканчивая тысячами мегаватт. Поэтому вполне естественно, что преобразователи электроэнергии сегодня можно встретить во всех отраслях промышленности, на транспорте, в быту. Современное промышленное производство немыслимо без частотных преобразователей скорости вращения электродвигателей. Не обойтись без преобразователей и на современном электротранспорте: здесь уже широко применяют асинхронные электродвигатели, которые вращаются статическими преобразователями, питаемыми от традиционных транспортных сетей постоянного тока. Широкий класс преобразовательной техники составляют источники питания собственных нужд, встраиваемые в аппаратуру самого разного назначения. Даже в бытовых условиях часто можно встретить преобразователи электроэнергии, хотя их присутствие в бытовой технике для неспециалиста незаметно. К примеру, производители современных автоматических стиральных машин с широкими программными режимами стирки, полоскания и отжима, стремящиеся повысить показатели долговечности и надежности, стремятся применять для вращения двигателей частотные преобразовательные блоки, которые управляют вращением барабана.

Как известно, исторически область преобразовательной техники разделилась на два крупных направления: направление вращающихся преобразователей и направление статических преобразователей. До недавнего времени вращающиеся преобразователи занимали в технике подавляющее положение, поскольку для их реализации не требовалось сложной электронной элементной базы, а статическим преобразователям небольших мощностей отводилась скромная ниша специальных применений, и при этом они несли клеймо «ненадежных», «сложных», «дорогих». И причины этого заключались вовсе не в порочности идеи статического преобразования электроэнергии, а в том, что для реализации статических преобразователей требовалась особая элементная база, которая появилась не так давно.

Но не будем бросать «камень в огород» вращающихся преобразователей – ведь они, обладая чрезвычайной простотой и надежностью, десятками лет обеспечивали работу технических средств. И, тем не менее, недостатки вращающейся техники очевидны: это небольшой межремонтный ресурс, а значит, частая необходимость проведения регламентных работ, высокая шумность, невозможность быстрого ремонта после поломки или истечения межремонтного интервала, трудности с диагностикой исправного состояния, низкий коэффициент полезного действия (КПД), низкий коэффициент мощности, связанный с работой асинхронных двигателей, которые непосредственно подключены к питающей сети. Комплекс этих задач решали обычными методами, проектируя специальные агрегатные помещения для размещения преобразователей, а также создавая специализированные диагностические комплексы. Однако задачу полнофункциональной диагностики вращающихся преобразователей до сих пор в полной мере решить не удалось – слишком много факторов определяют работоспособность вращающейся техники. А это означает лишь одно: диагностика и ремонт вращающихся преобразователей была и остается нетривиальной задачей, связанной с наличием высококвалифицированного персонала, обладающего, кроме базовых технических знаний, еще и опытом работы. Понятно, что число таких высококвалифицированных людей всегда ограничено, и они достаточно высоко оценивают свои услуги.

...