יישום ה- Thyristors מערכות ריגול בקרת כוח יעילה

מבוא ל- Thyristors

Thyristors הם ארבעה שכבות למחצה מכשירים לתפקד כמו מתגים דו-צדדיים, ביצוע הנוכחי רק לאחר גורם שער נשאר חרק עד טיפות הנוכחיות מתחת סף החזקת.היכולת שלהם להתמודד עם מתחים גבוהים וזרמים עם הפסדים מוליכים נמוכים גורם להם חיוני במערכות חשמל כבדות. in Rail, שבו דרישות כוח יכול לעלות על כמה מגה-וואט, שלךrs לספק את היעילות, שליטה אמינה עבור מעבר מכני חזק, כמו גם השפעה מהירה, לחץ חשמלי.

תפקיד הכמרים ב-Trction

מערכות מסילות רכבת מודרניות דורשות ניהול מדויק של חשמל מקווים קדומים מעל הראש או רכבות שלישיות למנועים המתיחה. Thyristors הם מרכזיים המרה אלקטרונית כוח זה, המאפשר AC-to-DC ו DC-to-to-AC המרה עם מתח מבוקר זרם.הם מועסקים במתקני קידוד, in Retators ו- DC, ויצרו את עמוד השדרה של שליטה חשמלית ביחידות מרובות (EM), ו-cotexing) כולל ממריצים מבוקרים של כלי רכב נשלטים ו-C.

המונחים: rectifiers

ממריצים מבוססי Thyristor מסדירים את אספקת AC מהשורה העליונה למתח DC מותאם למנועים של DC.על ידי שינוי זווית הירי של Thyristor, מהנדסים יכולים להסדיר את המתח המנוע, המאפשר האצה חלקה ודהור ללא התנגדות כוח גדול. , מוקדם thyristor דחף להשתמש גשרים מבוקרים שלב (למשל, חד-phase או שלושה-phase מבוקר באופן יעיל) כדי ליצור ביעילות נזקי כוח מפונקטיבי כדי לשפר את יכולת הפלט כדי לשפר את ה-פעמיית כדי לשפר את ה-האפקטיבי כדי לתפקוד של DC-אפקטיבי כדי לשפר את ה-אפקטיבי כדי להטמיעהאפקטיבי כדי לשפר את העיוותים.

שירים להורדה Regenerative Braking

במערכות הפעלה AC, מעכבי קוד מתח (VSIs) באמצעות Thyristors להמיר DC מן השורה או סוללה לתוך משתנה- ⁇ AC עבור אינדוקציה או מנועים סינכרוניים קבוע. A התקדמות משמעותית היא השימוש של שער להפוך את ה- DC מן הקו או סוללה לתוך מערכות אנרגיה משולבת (GTOs) משולבת משולבת ממוליך (IGional) המאפשרים הפעלה בכפייה במהלך מחזור מחדש, כמו גם על ידי הפעלת כוח בכיוון של DC.

סוגים מתקדמים של Thyristor ב Modern Traction

בעוד שאנשי חג המולד הנשלטים על ידי שלב קונבנציונליים (SCRs) עדיין בשימוש במערכות מורשת, מפגעי מערכת מודרני משתמשים במכשירים מתוחכמים יותר:

• (FLT:0)Gate Turn-Off Thyristors (GTOs): ההרחבה 1 יכולה להימחק על ידי הדופק שער שלילי, חיסול הצורך מעגלים רבים של הסעה. GTOs משמשים נרחב במישרין כוח גבוה למנועים עבור קטרים ורכבות מהירות גבוהה.
• (FLT:0) שילוב של טרנדים משולבים שער-הכיומים (IGCTs): שלב 1:10RE1 הפסדים של התנהגות נמוכה עם מהירויות של מעבר מהיר, מה שהופך אותם מתאימים עבור רב-דרג לאופטימיות. IGCTs מציעים אמינות גבוהה יותר מאשר GTOs עקב יחידות שער משולבות ודרישות נחירות מופחתות.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ (SCRs): עדיין נמצא במעגלי חיתוך DCper עבור LRVs ישנים וכמה אספקת חשמל עזר, אם כי הוא מוקרן על ידי IGBTs.

[ה]הכוח הגבוה של ה-IGCTsphsFLT] 1:1 מדגימים את מצב האמנות, טיפול במספר kV ו- kA עם הפסדים נמוכים.

היתרונות של שימוש ב- Thyristors במערכות רכבת

• (ב) ⁇ :0) גבוה כוח ידלינג: 1FLT:1 Thyristors יכול לנהל את זרמי השיא של כמה אלפי אספרסים וחסימת מתחים עד 10 kV, לעמוד בדרישות של רכבות כבדות ומהירות גבוהה.
• (FLT:0) יעילות: 1) ירידה בלחץ נמוך (בדרך כלל 1-2 V) גורמת לאובדן התנהגות מינימלי בהשוואה לטראנסים דו קוטביים ברמות דומות.
• (ב) ⁇ :0) אחריות: בנייה מחוספסת 1:1 ללא בעיות התמוטטות קדימה ויכולת נוכחית גבוהה להבטיח חיי שירות ארוכים תחת פעולה רציפה ופגמים חולפים.
• (FLT:0)Control Flexibility:FLT:1 מעגלים מתקדמים של ירי שער מאפשרים התאמה מדויקת של מתח פלט ותדירות, המאפשר בקרת מתחים ושיקום אנרגיה מכוונן.
• (FLT:0) קופסט-אווירה: ההרחבה 1 (FeloLT:1) עבור דירוגי חשמל גבוהים מאוד (multi-MW), האריסטוקרטים נשארים יותר כלכליים מאשר מודולים IGBT, במיוחד ביישומים קו-אנדלוסיה.

אתגרים ופתרונות

למרות החוזקות שלהם, Thyristors מציגים אתגרים עיצוביים.הטבע האומלל שלהם אומר שהם לא יכולים להיות כבויים באמצעות בקרת שער ב SCR קונבנציונלי, ניכויים של השהות כפויה או אפס טבעי - הגבלת תדירות הפעלה.עוצמה גבוהה למנועים באמצעות GTOs /IGs דורשות מעגלים מורכבים של נהגי שער ורשתות נחירות כדי לשלוט במהירויות גבוהות / משינוי חום / , כולל גם חומרים מתקדמים - פונקציות קירור.

מגמות עתידיות ב- Thyristor- Based Traction

האבולוציה של מעכבי כוח ממשיכה.רחב-bandgap מכשירים כמו מתגי סיליקון (SiC) MOSFETs ו-GRAium nitride (GaN) FET מתעוררים עבור מתגי עזר מתח נמוך יותר, אבל עבור הנטומנט העיקרי במתחים מעל 3 kV, טכנולוגיית Thyristor נותרה תחרותית.

מסקנה

(המכונים "הנריים" נשארים אבן הפינה של בקרת כוח מסילות רכבת, ממנועי DC קלאסיים שמניעים את ה- AC המתקדם עם רינג מחדש של המתח הגבוה שלהם ויכולת הנוכחית שלהם, בשילוב עם שיפור ביצועי המעבר באמצעות IGCTs ו- GTOs, מבטיחים שהם ימשיכו להיות מועסקים במערכות הרכבות הדורשות ביותר בעולם, כמו מפעילי הרכבות דוחקים ליעילות אנרגיה רבה יותר ועלויות מחזור חיים נמוכות יותר, כוח מבוסס האלקטרוניקה שלך ימשיך להתפתח לאורך עשרות שנים: