Преобразователи частоты. Высокочастотные преобразователи: проектирование, управление и применение в современных энергетических системах

Какие преимущества дают высокочастотные преобразователи в современных энергосистемах. Как проектируются и управляются высокочастотные преобразователи. Где применяются высокочастотные преобразователи в промышленности и энергетике. Какие инновации появляются в области высокочастотных преобразователей.

Что такое высокочастотные преобразователи и почему они важны

Высокочастотные преобразователи — это устройства силовой электроники, работающие на частотах от десятков кГц до единиц МГц. Они позволяют эффективно преобразовывать электрическую энергию из одной формы в другую с минимальными потерями. Почему же высокочастотные преобразователи так важны для современной энергетики и промышленности?

Основные преимущества высокочастотных преобразователей:

• Высокий КПД преобразования энергии (до 98-99%)
• Малые габариты и вес по сравнению с низкочастотными аналогами
• Быстрый отклик на изменение нагрузки
• Возможность точного управления параметрами выходной энергии
• Низкий уровень электромагнитных помех

Благодаря этим преимуществам высокочастотные преобразователи находят широкое применение в различных областях — от бытовой электроники до промышленных систем электропривода и возобновляемой энергетики.

Основные типы и топологии высокочастотных преобразователей

В зависимости от назначения и требований применяются различные типы высокочастотных преобразователей:

• DC-DC преобразователи (понижающие, повышающие, инвертирующие)
• AC-DC выпрямители
• DC-AC инверторы
• Преобразователи частоты AC-AC

Каковы особенности построения силовой части этих преобразователей? Наиболее распространенные топологии включают:

• Мостовые схемы (полумостовые и полномостовые)
• Резонансные преобразователи
• Многоуровневые преобразователи
• Матричные преобразователи

Выбор конкретной топологии зависит от требований к выходным параметрам, КПД, массогабаритным показателям и стоимости преобразователя.

Проектирование высокочастотных преобразователей

Проектирование высокочастотных преобразователей — сложная инженерная задача, требующая комплексного подхода. Какие ключевые аспекты необходимо учитывать?

• Выбор силовых полупроводниковых ключей с малыми потерями на переключение
• Расчет и оптимизация магнитных компонентов (трансформаторов, дросселей)
• Проектирование драйверов управления ключами
• Разработка систем охлаждения силовых элементов
• Обеспечение электромагнитной совместимости
• Выбор алгоритмов управления и их реализация на микроконтроллерах или ПЛИС

Современные САПР позволяют проводить комплексное моделирование высокочастотных преобразователей, оптимизировать их параметры и сократить время разработки.

Управление высокочастотными преобразователями

Эффективное управление — ключ к реализации всех преимуществ высокочастотных преобразователей. Какие методы управления применяются?

• ШИМ-управление
• Частотное управление
• Фазовое управление
• Гистерезисное управление

Современные алгоритмы управления позволяют:

• Обеспечить высокое качество выходного напряжения/тока
• Минимизировать потери на переключение
• Реализовать режимы мягкого переключения
• Обеспечить устойчивость при изменении нагрузки

Для реализации сложных алгоритмов управления применяются цифровые сигнальные процессоры и ПЛИС. Это позволяет гибко адаптировать управление под различные режимы работы.

Применение высокочастотных преобразователей в промышленности

Где находят применение высокочастотные преобразователи в современной промышленности?

• Системы электропривода (преобразователи частоты для управления электродвигателями)
• Сварочное оборудование
• Индукционный нагрев и плавка металлов
• Лазерные технологии
• Электроэрозионная обработка
• Ультразвуковая обработка материалов

Высокочастотные преобразователи позволяют повысить энергоэффективность технологических процессов, улучшить качество продукции и увеличить производительность оборудования.

Высокочастотные преобразователи в энергетике

Каковы основные области применения высокочастотных преобразователей в современной энергетике?

• Системы бесперебойного питания
• Преобразователи для солнечных и ветровых электростанций
• Зарядные станции для электромобилей
• Системы накопления энергии
• Активные фильтры и компенсаторы реактивной мощности

Высокочастотные преобразователи играют ключевую роль в развитии интеллектуальных энергосистем (Smart Grid), обеспечивая эффективное управление потоками энергии и интеграцию возобновляемых источников.

Инновации и перспективы развития высокочастотных преобразователей

Какие инновации появляются в области высокочастотных преобразователей? Основные направления развития включают:

• Применение новых полупроводниковых материалов (SiC, GaN)
• Разработку интегральных модулей силовой электроники
• Создание «интеллектуальных» преобразователей с функциями самодиагностики
• Развитие беспроводных систем передачи энергии на основе резонансных преобразователей
• Разработку преобразователей для работы в экстремальных условиях (космос, глубоководные применения)

Эти инновации позволят еще больше повысить эффективность и расширить области применения высокочастотных преобразователей в будущем.

Заключение

Высокочастотные преобразователи являются ключевым элементом современных энергоэффективных систем в промышленности и энергетике. Их развитие идет по пути повышения рабочих частот, КПД и удельной мощности. Инновации в области силовой электроники и методов управления открывают новые перспективы для применения высокочастотных преобразователей в самых различных областях — от бытовой техники до космических аппаратов.

Преобразователь частоты ЭСН

Характеристика	Значение
Номинальное напряжение питающей сети, кВ	от 3 до 11
Мощность подключаемого электродвигателя, МВт	до 36
Допустимое отклонение напряжения питающей сети, %, от номинального значения	от -15 до +10 – длительно -20 – в течение 60 сек без снижения выходной мощности -30 – со снижением выходной мощности
Частота входного напряжения, Гц	50 (60 по согласованию с заказчиком)
Допустимое отклонение частоты питающей сети, %, от номинального значения	±10
Номинальное выходное напряжение, кВ	от 3 до 11
Диапазон регулирования выходной частоты, Гц	от 10 до 50 (до 400 – опция)
Пульсность выпрямителя	18; 24; 30; 36; 48; 54
Число ячеек	9; 12; 15; 18; 24; 27
Диапазон регулирования частоты вращения вала ЭД, %, от номинальной	от 0,1 до 100
Перегрузочная способность, %	120 (в течение 90 с) 150 (в течение 3 c)
КПД в номинальном режиме, %, не менее	97
Коэффициент мощности на входе, не менее	0,96 (при нагрузке >20%)
Абсолютная погрешность поддержания заданной частоты вращения вала ЭД, об/мин, не более	3
Дискретность измерения частоты вращения вала ЭД, об/мин, не более	1
Шаг задания частоты выходного напряжения, Гц	0,05
Напряжение цепей оперативного питания, В, при частоте 50 Гц	220 (380 по согласованию с заказчиком)
Вид управления	Векторный бездатчиковый
Протокол связи взаимодействия с внешней АСУ	Modbus RTU (Modbus TCP, Profibus DP и др. по заказу)
Охлаждение	Воздушное (принудительное)
Степень защиты по ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013)	до IP54
Уровень шума, дБ, не более	80
Механическое исполнение по ГОСТ 30631-99	М13
Ввод силовых кабелей	Снизу или сверху
Вид обслуживания	Одностороннее
Средний срок службы ПЧ, лет, не менее	40

Частотные преобразователи от официального дилера с доставкой по всей России.

• Частотные преобразователи

  Выберите подкатегорию

Сортировка: По умолчаниюНазвание (А — Я)Название (Я — А)Цена (низкая > высокая)Цена (высокая > низкая)Модель (А — Я)Модель (Я — А)Наличие ▲Наличие ▼

Показать: 15255075100

FR-A741-11K

Номинальный ток:  23 АНоминальная мощность:  11 кВтНапряжение питания:  3х380.

..500 В..

160218р.

  0 отзывов

FR-A741-15K

Этот компактный и производительный преобразователь частоты,который за счет использования множества т..

211002р.

  0 отзывов

FR-A741-18.5K

Номинальный ток:  38 АНоминальная мощность:  18,5 кВтНапряжение питания:  3 х380…50..

272343р.

  0 отзывов

FR-A741-22K

Номинальный ток:  44 АНоминальная мощность:  22 кВтНапряжение питания:  3х380. ..500 В..

309258р.

  0 отзывов

FR-A741-30K

Это компактный и производительный преобразователь частоты,который за счет использования множества те..

377154р.

  0 отзывов

FR-A741-37K

Характеристика и особенности:Номинальный ток:  71 АНоминальная мощность:  37 кВтНапряжение..

433871р.

  0 отзывов

FR-A741-45K

Особенности и характеристики:Номинальный ток:  86 АНоминальная мощность:  45 кВтНапряжение. .

459609р.

  0 отзывов

FR-A741-5.5K

Характеристика:Номинальный ток:  12 АНоминальная мощность:  5,5 кВтНапряжение питания:&nbs..

96945р.

  0 отзывов

FR-A741-55K

Характеристики:Номинальный ток:  110 АНоминальная мощность:  55 кВтНапряжение питания:&nbs..

534750р.

  0 отзывов

FR-A741-7.

5K

Характеристика:Номинальный ток:  17 АНоминальная мощность:  7,5 кВтНапряжение питания:&nbs..

122958р.

  0 отзывов

FR-A760-00040-NA

Преобразователи частоты FR-A760 от Mitsubishi Electric представляют модификацию, предназначенную спе..

165600р.

  0 отзывов

FR-A760-00061-NA

Преобразователи частоты FR-A760 от Mitsubishi Electric представляют модификацию, предназначенную спе..

186645р.

  0 отзывов

FR-A760-00120-NA

Преобразователи частоты FR-A760 от Mitsubishi Electric представляют модификацию,которая предназначен. .

237636р.

  0 отзывов

FR-A760-00220-NA

Преобразователи частоты FR-A760 от Mitsubishi Electric представляют модификацию,которая предназначен..

356660р.

  0 отзывов

FR-A760-00550-NA

Преобразователи частоты FR-A760 от Mitsubishi Electric представляют модификацию,которая предназначен..

767831р.

  0 отзывов

Показано с 1 по 15 из 264 (всего 18 страниц)

Преобразователи частоты | КАЕС

Обзор

Не ищите ничего, кроме высокопроизводительного многоканального преобразования частоты. Уникальные методы компоновки, разработанные CAES, позволяют сконфигурировать высокопроизводительные строительные блоки преобразователей СВЧ и миллиметровых волн в одно- и многоканальные преобразователи частоты с форм-фактором 3U/6U или преобразователи частоты с нестандартным форм-фактором.

Компания CAES предлагает полный спектр специализированных преобразователей частоты, включая узкополосные, широкополосные и блочные повышающие и понижающие преобразователи. Ключевые особенности: 

• Одноканальные и многоканальные конфигурации
• Конфигурации понижающего и повышающего преобразователя
• Высокоинтегрированные и компактные преобразователи
• Высокий динамический диапазон без паразитных составляющих (SFDR)
• Встроенный гетеродин (гетеродин)
• Низкий фазовый шум
• Быстрая настройка частоты и небольшой размер
• Калибровка
• Широкополосные и узкополосные опции
• Опции дигитайзера
• Вариант герметичного уплотнения
• Вариант со встроенными отверстиями

Блокировать

Блочные повышающие и понижающие преобразователи

Компания CAES предлагает блочные преобразователи частоты с широким динамическим диапазоном. Наша уникальная технология компоновки позволяет конфигурировать блоки высокопроизводительного преобразователя в компактные форм-факторы.

Характеристики:

• Соответствует жестким экологическим требованиям бортовой платформы
• Выбор тракта с высоким и низким коэффициентом усиления
• Высокий мгновенный динамический диапазон
• Покрытие от 18 ГГц до 40 ГГц
• Лучший в отрасли динамический диапазон без паразитных составляющих
• Отличная линейность и низкий коэффициент шума

Изображение

узкополосный

Узкополосные повышающие и понижающие преобразователи

Компания CAES предлагает специализированные высокопроизводительные многоканальные преобразователи частоты и интегрированные микроволновые сборки.

Специализированные узкополосные преобразователи CAES обеспечивают превосходное ослабление помех и динамический диапазон для радиолокационных систем.

Возможности:

• Микроволновый и миллиметровый диапазоны
• Многоканальное преобразование с понижением частоты, оцифровка и преобразование 1/Q
• Генерация многоканальных сигналов и преобразование с повышением частоты
• Преселекторная и постселекторная фильтрация

Изображение

Широкополосный

Широкополосные повышающие и понижающие преобразователи

CAES предлагает как заказные, так и готовые преобразователи частоты 3U и 6U для радиоэлектронной борьбы, радиоэлектронной разведки и электронной поддержки/наблюдения/атаки. Наш новый преобразователь 3U, ориентированный на SOSA, обеспечивает один канал вверх и один канал вниз, а также синтезатор в одном слайсе.

 Широкополосные модульные преобразователи CAES предназначены для фазово-когерентных приложений и могут быть сконфигурированы как одноканальные или многоканальные, восходящие и/или нисходящие каналы. Они предлагают широкую мгновенную полосу пропускания ПЧ, высокую скорость настройки; низкий уровень фазового шума и паразитных характеристик.

Особенности:

• Покрытие от 0,5 ГГц до 18 ГГц и от 18 ГГц до 40 ГГц
• Несколько каналов и их комбинации
• Широкая мгновенная полоса пропускания
• Быстрая скорость настройки
• Встроенный гетеродин, включая DDS
• Соответствие требованиям MOSA
• Когерентность
• Упаковка для уникальных форм-факторов и SWAP

Изображение

Загрузки

Загрузки

Наши группы поддержки клиентов и технической поддержки будут рады помочь

Преобразователи высокочастотные: проектирование, управление и применение

Международные труды по системам электроэнергетики

Международные труды по системам электроэнергетики / Опубликованные спецвыпуски / Спецвыпуск

---

Дата публикации

01 апреля 2023

0 Крайний срок подачи

0

02 декабря 2022 г.

---

Ведущий редактор

Судхакар Бабу Таниканти ¹

Приглашенные редакторы

Али К Аль-Шетви ² | Bamidele Victor Ayodele ³

¹ Институт технологического института Chaitanya Bharathi, Хайдарабад, Индия

² Fahad Bin Sultan University, Tabuk, Saud Arabia

9015 ³ 999999999.999999.999999.999999.9999.99999.99999.99999.999999.999999.99999999.99999999999999999999999. Эта проблема закрыта для отправки.

Дополнительные статьи будут опубликованы в ближайшее время.

---

Этот выпуск закрыт для отправки.

Дополнительные статьи будут опубликованы в ближайшее время.

Описание

Высокочастотные преобразователи предпочтительнее для системной оптимизации интегрированных силовых устройств, проектирования силовых ВЧ-преобразователей ИС и других приложений. Для частоты переключения важно применение высокочастотных преобразователей с совместимыми магнитными материалами, которые имеют минимальные коммутационные и магнитные потери.

В последние годы все больше исследований сосредоточено на высокочастотных преобразователях, которым помогают электронные системы управления мощностью. Высокочастотные преобразователи становятся ключевыми компонентами, определяющими производительность полных энергетических систем в различных приложениях, включая системы управления энергопотреблением, накопление энергии, интеграцию в сеть, преобразование возобновляемой энергии и т. д. Для эффективной работы этих приложений требуется высокая мощность, высокая частота. , высокоэффективные преобразователи обязательны. Кроме того, требуются расширенные критерии проектирования и методы управления. Кроме того, современные преобразователи мощности должны снижать затраты, иметь быстрые динамические характеристики и подходить для множества приложений.

Чтобы поддержать будущие исследования и разработки высокочастотных преобразователей для различных приложений, в этом специальном выпуске основное внимание уделяется проектированию, моделированию, анализу и управлению высокочастотными преобразователями. Мы приглашаем представить оригинальные исследовательские и обзорные статьи, в которых обсуждаются новые исследования, разработки и приложения в отношении топологий высокочастотных преобразователей и их приложений.

Возможные темы включают, но не ограничиваются следующим:

• Высокочастотные преобразователи или индукционный нагрев/плавление металлов
• Многомодульные преобразователи для электротяги
• Высокочастотные преобразователи мощности для интеллектуальных сетей и возобновляемых источников энергии
• Высокочастотные преобразователи для беспроводных приложений
• Регуляторы мощности для различных высокочастотных приложений
• Высокоэффективные преобразователи для светодиодных приложений
• Надежные контроллеры для электромобилей
• Моделирование силового преобразователя и анализ устойчивости в частотно-временной области
• Компьютерное проектирование высокочастотных преобразователей
• Моделирование и управление резонансными силовыми преобразователями
• Двунаправленные высокочастотные инверторы
• Новые методы мягкого переключения для высокочастотных преобразователей

---

Статьи

Метод автоматического распределенного управления низковольтным электроснабжением помещений на основе алгоритма модальной симметрии

Хань Лиан

Анализ устойчивости двойного полумоста серии резонансных индукционных нагревательных нагрузок с инверторным питанием на основе теории Флоке

Belqasem Aljafari | Прадип Вишнурам | .