К силовой преобразовательной технике относятся выпрямители, стабилизаторы и инверторы. Выпрямители представляют собой устройства, преобразующие переменный электрический ток на входе в постоянный на выходе. При этом постоянный выходной ток в большинстве выпрямителей является пульсирующим, и для его сглаживания используются специальные фильтры. Ниже представлен выпрямитель, построенный по мостовой схеме, которая является на сегодняшний день самой распространенной.
Переменный электрический ток с вторичной обмотки трансформатора Т преобразуется в постоянный пульсирующий диодным мостом М и сглаживается емкостью С. Далее постоянный ток используется для питания нагрузки RI.
Стабилизаторы служат для того, чтобы обеспечить выходное напряжение, которое не зависит от колебаний входного, получаемого из внешнего источника питания. Существует два основных типа этих устройств: стабилизаторы постоянного тока и стабилизаторы переменного тока. Существует несколько схемотехнических решений стабилизаторов, одной из которых является феррорезонансная.
Изменения входного напряжения Uвх почти не оказывают влияния на магнитный поток дросселя Др1, работающего в режиме насыщения. Его вспомогательная обмотка Wk сглаживает небольшие колебания, а с феррорезонансного контура, который образуют ненасыщенный дроссель Др2 и емкость С, снимается стабилизированное напряжение Uвых.
Инверторы (преобразователи частоты) используются тогда, кода необходимо переменный или постоянный ток преобразовать в переменный заданной частоты. При этом большинство современных инверторов имеют возможность плавной или же ступенчатой регулировки частоты выходного напряжения. Преобразователи частоты используют в качестве ключей либо тиристоры, либо транзисторные IGBT-модули. Для обеспечения энергоснабжения электрических установок большой мощности чаще всего используются тиристорные инверторы, поскольку они лучше, чем транзисторные, переносят большие нагрузки, могут иметь рабочее напряжение в десятки киловольт и обеспечивать стабильную выходную мощность в несколько мегаватт. Блок-схема типичного современного преобразователя частоты с явно выраженным звеном постоянного тока имеет следующий вид:
На вход инвертора подается переменное напряжение исходной частоты, которое выпрямляется входным выпрямителем. В звене постоянного тока происходит его сглаживание и фильтрация. Далее постоянный ток в выходном инверторе преобразуется в переменный, имеющий частоту, отличную от входного. Согласование и мониторинг работы всех модулей преобразователя частоты осуществляется при помощи управляющего блока.
Силовая преобразовательная техника в подавляющем большинстве случаев работает в условиях повышенных нагрузок, поскольку призвана обеспечивать бесперебойное обеспечение энергией электроустановок большой мощности. Это означает, что к ней предъявляются повышенные требования относительно надежности конструкции и применяемой элементной базы. Как известно, одними из наиболее уязвимых электронных компонентов являются конденсаторы. В силовой преобразовательной технике они применяются практически повсеместно. Обязательным компонентом силовых выпрямителей являются сглаживающие фильтры, конструкция которых основывается на свойствах емкостей. В стабилизаторах конденсаторы являются элементами феррорезонансных колебательных контуров, с которых снимается стабилизированное напряжение. Все без исключения тиристорные инверторы снабжаются накопительными конденсаторами, которые используются в системах управления, а также демпферными емкостями, защищающими преобразователи частоты от перегрузок в момент разрыва ключа.
Устаревшие типы конденсаторов, до сих пор применяемые в силовой преобразовательной технике, не отличаются большой надежностью и довольно часто выходят из строя из-за пробоев. Это существенно осложняет эксплуатацию и обслуживание силовых устройств, а также ведет к прямым финансовым потерям, вызванным их вынужденными простоями. Поэтому проблема обеспечения силовой преобразовательной техники надежными и долговечными конденсаторами приобретает особую актуальность.
Продукция завода «Нюкон» отвечает самым строгим требованиям, предъявляемым к современным силовым конденсаторам. Передовая технология локализованного управляемого самовосстановления, используемая при производстве конденсаторов «Нюкон», позволяет гарантировать их высочайшую надежность и устойчивость к пробоям. В отличие от традиционных конденсаторов, они состоят из множества ячеек, каждая из которых снабжена отдельным предохранителем. Если происходит пробой, то он затрагивают только одну отдельно взятую ячейку, остальные по-прежнему остаются в рабочем состоянии, а конденсатор исправно выполняет свою функцию и не требует замены. Что касается емкости, то она изменяется совсем незначительно, и к концу срока службы конденсатора составляет не менее 98% от исходной.
Силовые конденсаторы «Нюкон», помимо высочайшей надежности, обладают еще и рядом других существенных преимуществ. Они имеют очень высокие показатели объемной плотности энергии. Это позволяет совместить в конденсаторах «Нюкон» такие характеристики, как большая емкость и компактные размеры. Качество продукции завода «Нюкон» и соответствие ее международным стандартам подтверждается несколькими общепризнанными сертификатами.
Отечественные производители силовой преобразовательной техники чаще всего закупают для своей продукции современные конденсаторы импортного производства. Это сопряжено со многими проблемами и неудобствами такими как, обязательное прохождение таможенных процедур, не всегда удобные сроки поставок и т.п. Среди российских производителей силовых конденсаторов только завод «Нюкон» в состоянии составить серьезную конкуренцию зарубежным фирмам, а отечественных соперников он не имеет вообще.