Convertoare statice de putere

1.Introducere

Acționările electrice sunt echipamente complexe menite să asigure alimentarea și comanda optimală a elementelor de execuție din cadrul proceselor tehnologice. Acționările electrice sunt plasate între sursa de energie și elementele de execuție comandate și au rolul de a modifica parametrii tensiunii sursei de alimentare: valoarea, forma, frecvența. Acționările electrice fac parte din marea clasă a convertoarelor statice de putere, care asigură conversia unei cantități de energie. Convertoarele statice de putere au ca principal criteriu de dimensionare randamentul.

Tipul acționărilor electrice:

Acționări electrice de tip ca/cc monofazate, trifazate sau hexafazate, cu comutație naturală sau comandată, reversibile și nereversibile; gama de puteri este 100W...10MW.

Acționări electrice de tip ca/ca, cu intrare monofazată sau trifazată și ieșire monofazată sau trifazată, cu comutație naturală sau comandată, reversibile și nereversibile.

Acționări electrice de tip cc/cc (choppere), în varianta cu comutație comandată, reversibile și nereversibile; gama de puteri este 1...250kW.

Acționări electrice de tip cc/ca (invertoare), în variantă cu comutație comandată, reversibile și nereversibile; Sunt realizate prin echipare parțială a convertorului de frecvență; gama de puteri este 0,75...160kW.

Acționările electrice se regăsesc în toate ramurile industriale: mașini unelte, metalurgie, industria cimentului, industria petrochimică, industria hârtiei, industriile primare, distribuția apei etc.

2. Exemple de acționări electrice

2.1 Demaror trifazat asincron (soft starter) tip DTA (figura 1)

Principiul de funcționare:

Tensiunea statorică a unui motor asincron trifazat poate fi modificată gradual, utilizând un modul de putere realizat cu tiristoare. Acesta constă din câte două tiristoare conectate în antiparalel pe fiecare fază a sursei de alimentare trifazate. Prin modificarea unghiului de aprindere a tiristoarelor motorul poate fi alimentat la pornire cu o tensiune crescătoare (pornire soft) și la oprire cu o tensiune descrescătoare (oprire soft), la frecvența rețelei de alimentare. Tensiunea de ieșire a demarorului poate fi controlată după rampa de accelerare/decelerare, după limita de curent sau după o combinație a acestor parametri. Partea de comandă și reglare este numerică, realizată cu microprocesoare de semnal (DSP).

Se asigură:

- controlul caracteristicii de funcționare, în special în perioadele de pornire și oprire a motorului

- protecția la suprasarcină și scurtcircuit

- protecția la supratemperatură a tiristoarelor

- protecția mecanică și reducerea uzurii motorului și instalației prin reducerea curentului de pornire și eliminarea șocurilor.

În cazul pompelor hidraulice centrifugale se elimină "loviturile de berbec", prin oprirea lină și controlată a motorului

- protecția motorului la funcționarea în 2 faze

- protecția instalației electrice din amonte, prin limitarea puterii de demarare

Aplicații:

Demaroarele tip DTA sunt recomandate în aplicatii în care se urmăreste rezolvarea a cel putin uneia din următoarelor cerinte:

- reducerea vârfurilor de curent

- căderea de tensiune pe linie pe durata pornirii

- limitarea cuplului de pornire

- protecția mecanică a instalației

- accelerare / decelerare lină și controlată

- pornire graduală a mașinilor cu inerție mare

- porniri / opriri frecvente ale motoarelor asincrone

- controlul succesiv al mai multor motoare realizat cu un singur demaror.

Sunt ideale în domeniul pompelor hidraulice centrifugale, ventilatoarelor, compresoarelor, conveierelor.