Què són els sistemes de conducció elèctrica?

Definició

Un sistema de propulsió elèctrica es defineix com un mecanisme dissenyat per regular la velocitat, el moment giratori i la direcció d'un motor elèctric. Tot i que cada sistema de propulsió elèctrica pot tenir característiques úniques, també comparteixen diverses característiques comunes.

Sistemes de Propulsió Elèctrica

La figura següent il·lustra la configuració típica d'una xarxa de distribució d'energia a nivell de planta. En aquesta configuració, el sistema de propulsió elèctrica rep el seu subministrament d'alternant (AC) entrant d'un Centre de Control de Motors (MCC). El MCC serveix com a hub central, supervisant la distribució d'energia a múltiples propulsors situats en una àrea específica.

En les grans plantes de fabricació, sovint hi ha diversos MCCs en operació. Aquests MCCs, a la vegada, reben energia del centre de distribució principal conegut com a Centre de Control de Potència (PCC). Tant el MCC com el PCC solen utilitzar interruptors de circuit aèri com a elements principals de commutació d'energia. Aquests components de commutació estan dissenyats per gestionar càrregues elèctriques amb tensions de fins a 800 volts i corrents de fins a 6400 amperes, assegurant una gestió fiable i eficient de l'energia dins del sistema de propulsió elèctrica i de la infraestructura global de la planta.

El motor d'inducció controlat per inversor GTO es mostra a la figura següent:

Parts Principals dels Sistemes de Propulsió Elèctrica

Les següents són les components clau d'aquests sistemes de propulsió:

• Commutador AC entrant

• Conjunt de convertidor de potència i inversor

• Aparell de commutació DC i AC sortint

• Lògica de control

• Motor i la càrrega associada

Les parts principals del sistema d'energia elèctrica es detallen a continuació.

Aparell de Commutació AC Entrant

L'aparell de commutació AC entrant inclou una unitat de commutador - fusible i un contactor de potència AC. Aquests components solen tenir tensions i corrents de fins a 660V i 800A. En lloc d'un contactor normal, sovint s'utilitza un contactor muntat en barra, i un interruptor de circuit aèri serveix com a commutador entrant. L'ús d'un contactor muntat en barra estén les capacitats de classificació fins a 1000V i 1200A.

Aquest aparell de commutació està equipat amb un fusible de gran capacitat de ruptura (HRC) classificat per tensions de fins a 660V i corrents de fins a 800A. A més, inclou un mecanisme de protecció contra sobrecàrrega tèrmica per protegir el sistema de sobrecàrregues. En alguns casos, el contactor de l'aparell de commutació pot ser substituït per un interruptor de circuit de caixa moltada per millorar el rendiment i la protecció.

Conjunt de Convertidor/Inversor de Potència

Aquest conjunt es divideix en dos sub-blocs principals: electrònica de potència i electrònica de control. El bloc d'electrònica de potència consta de dispositius semiconductors, dissipadors de calor, fusibles semiconductors, supressors de pic, i ventiladors de refredament. Aquests components treballen junts per gestionar les tasques de conversió de alta potència.

El bloc d'electrònica de control inclou un circuit de dispar, el seu propi subministrament de potència regulat, i un circuit de conducció i isolació. El circuit de conducció i isolació és responsable de controlar i regular el flux de potència cap al motor.

Quan el propulsor opera en una configuració de bucle tancat, inclou un controlador juntament amb bucles de retroalimentació de corrent i velocitat. El sistema de control disposa d'aislament de tres ports, assegurant que el subministrament de potència, les entrades i les sortides estiguin aïllades amb nivells d'aislament adequats per augmentar la seguretat i la fiabilitat.

Supressors de Pic de Línia

Els supressors de pic de línia juguen un paper crucial en protegir el convertidor semiconductor de pics de tensió. Aquests pics poden ocórrer a la línia d'energia degut a la commutació de càrregues connectades a la mateixa línia. El supressor de pic de línia, en combinació amb inductància, suprimeix efectivament aquests pics de tensió.

Quan l'interruptor de circuit entrant opera i interromp el subministrament de corrent, el supressor de pic de línia absorbeix una certa quantitat d'energia atrapada. No obstant això, si el modulador de potència no és un dispositiu semiconductor, un supressor de pic de línia pot no ser necessari.

Lògica de Control

La lògica de control s'utilitza per enllaçar i sequenciar les diverses operacions del sistema de propulsió en condicions normals, de falla i d'emergència. L'enllaçatge està dissenyat per prevenir operacions anòmals i perilloses, assegurant la integritat del sistema. La sequenciació, d'altra banda, assegura que les operacions del propulsor com l'arranc, la frenada, la inversió i el jogging s'executin en una seqüència predeterminada. Per a tasques complexes d'enllaçatge i sequenciació, sovint s'emprega un controlador lògic programable (PLC) per proporcionar un control flexible i fiable.