Scan0124

Wybrane zagadnienia dotyczące konstrukcji i projektowania układów energoelektronicznych

i Konstrukcja i montaż urządzeń energoelektronicznych

■" In* mci urządzeń energoelektronicznych dążą na ogół do możliwie jak najwięk-■ u jednolicenia konstrukcji przekształtników przeznaczonych do różnych zastoin Realizuje się to przede wszystkim przez unifikację podzespołów i obwodów, luiu h można budować różne układy, uzyskując znaczne obniżenie kosztów pro-1 ■ |i, co jest szczególnie istotne zwłaszcza w przemysłowych urządzeniach prze-inllnikowych.

' iii /ąd/cniach energoelektronicznych wyróżnić można następujące części skła-

•    r wyposażenia przekształtnika:

i i! iw ody główne, w których dokonuje się przekształcanie energii. Należy do nich oh* /ye bloki z przyrządami półprzewodnikowymi, łącznie z układami odciążali s ini /ainstalowanymi na wspólnym radiatorze.

*    tiiwndy ustawiania parametrów układów sterowania, regulacji, monitoringu i za-Im pieczeń elektronicznych.

i >l»w udy dopasowujące (transformatory), przełączające i zabezpieczające (wyłączniki, I" pm zniki, wyłączniki różnicowoprądowe) i ograniczające poziom zakłóceń elek-n.iiuapiiciycznych,emitowanych i działających w układzie (np. filtry harmonicznych i lilii u /onansowy RFI,dławiki sieciowe i wygładzające, warystory itp.). i Mimlowy urządzeń, których zadaniem jest:

iihr/pieczenio człowieka przed dotykiem części układu znajdujących się pod napięciem,

ulw-/pieczenie przed przedostaniem się pożaru z wewnątrz urządzenia do śro

dowiska,

ni Iiioiiu iii ząd/enia przed wnikaniem do układu zakłóceń elektromagnetycznych lub pi/ed emisją tych zakłóceń do środowiska,

ulu ''.pieczenie w stanach awarii przed lukiem oraz eksplozją he/pieezników lub uwoiów polpizewodnikowyeh,

nbr -pici zenie układu przed wnikaniem pylow i wilgoci i ilitiiinwy /u wici n ją również obwody pomocnie ze w sl.lad których wchodzą urzą mm i|" pomiuiii piąilu nupiyrlu. prędkości oj a/ systemy wentylucji i I I imały z u* |i i a i ii tut * ta i urządzeń t nt^! h I ironii ■" i h dążą do pełnej uniiiktu jl obwodów

u ■ ll IMUZ ohWtlliUtt leyl.lhłi |l_: PiiZt i§|j|!e Wypo^M/riUr pi zrt.,111 m! .i ul( ¹

! i- • I HlMM i SlMijiiW jsku ^; I liii,lit dritł* lU/ijdztliie j*M tl}t?f*lliu*. U|ii Wyposaż*

¹ lłi 111 ........

W zależności od uzgodnień producenci urządzeń energoelektronicznych dostarczają użytkownikom zarówno zestawy obwodów głównych z układami sterującymi, jak również kompletne urządzenie zainstalowane w obudowach dostosowanych do środowiska pracy.

Konstrukcja bloków przekształcających energię elektryczną (obwody główne) zależy od:

-    rodzaju zainstalowanych przyrządów na radiatorze (diody, tyrystory, tranzystory),

-    mocy przekształcanej energii,

-    sposobu chłodzenia radiatorów.

W konstrukcjach małej mocy wykonuje się zwykle kompletny przekształtnik na jednym radiatorze. W konstrukcjach większej mocy stosuje się bloki zawierające pojedyncze przyrządy (elementy półprzewodnikowe), związane z nimi zabezpieczenia i inne obwody pomocnicze. Poszczególne bloki po umieszczeniu ich na konstrukcji wsporczej są łączone często elastycznymi połączeniami umożliwiającymi swobodny przesuw w czasie nagrzewania bloku, co powoduje, że podczas pracy przekształtnika zawory nie będą podlegały mechanicznym naprężeniom. W innych rozwiązaniach stosuje się bloki zawierające kilka przyrządów półprzewodnikowych (np. tranzystory IGBT współpracujące z diodami), zainstalowanych na jednym radiatorze.

W urządzeniach o bardzo dużym prądzie wyjściowym stosuje się przyrządy półprzewodnikowe w obudowach pastylkowych z dwustronnymi radiatorami, chłodzonymi intensywnie powietrzem lub cieczą (najczęściej wodą). W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych istnieje potrzeba zainstalowania kondensatora bezpośrednio w pobliżu tranzystora na radiatorze, w celu zminimalizowania indukcyjności połączeń. Konstrukcja obwodów sterowania i regulacji zależy od:

-    rodzaju układu regulacji (prądu, prędkości, położenia, temperatury),

-    koncepcji wykonania konstrukcji (regulator wykonany na kilku płytkach drukowanych, zainstalowanych w kasecie lub na jednej większej płycie),

-    rodzaju regulatora (analogowy, cyfrowy).

W starszych rozwiązaniach części obwodów elektronicznych spełniające określoną funkcję w układzie (np. zasilacz, sterownik, zabezpieczenia) były lokalizowane na niezależnych płytkach, wstawianych do kasety zawierającej złącza wielostykowe. Kaseta jako całość stanowiła wyposażenie obwodów sterowania i regulacji. W nowszych konstrukcjach, nudniejszych technologicznie do wykonania, układy elektroniczne wykonuje się na jednej płycie drukowanej. Takie rozwiązanie jest znacznie tańsze w produkcji. W układach sterowanych analogowo na poszczególnych płytkach znajdowały się punkty pomiarowe, umożliwiające strojenie układu i sprawdzenie poprawności działania W pi/ypadku układów icgnlueji w wykonaniu eylrowym. liczba zastosowanych elementów elektiona/nyili jest ziuk ztne mniejsza Wynika to z zastosowania proce hihom W IV• li 10/wią/nillat h < li mi uh. rlcl-lionit nc legulaloru *»tj /uuishtlowniH na jednej lub dw»uh płytkach drukowanych Płytki diiikownia uU mają punktów pomła-ni gh ponieważ lełi Nlmjnnit jt t mali/owaiu niku zmian programu Układy i..łułub'!”"    ij*” 1 v    i, _r, i •    • ^{1 1} i"^!li‘ ó ^l:>jy»_