Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2011 16 май

SKAI MCS — мультиконверторный блок высокой степени интеграции

Всемирно известный производитель тракторов, компания DEER представила систему вторичного электропитания для линейки тракторов премиум-класса. Цель ее выпуска — уменьшение уровня шумов и снижение потребления топлива перспективных сельскохозяйственных машин с электрической трансмиссией. Основным узлом новой системы питания стал MCS — мультиконверторный блок высокой степени интеграции, разработанный SEMIKRON.

SKAI MCS — мультиконверторный блок высокой степени интеграции

Главной целью разработки новой системы было отключение вторичных потребителей от основного привода трактора. Для реализации этой задачи к дизельному двигателю подключается модифицированный высокоэффективный генератор, вырабатывающий электроэнергию. Далее, с помощью MCS происходит преобразование этой энергии во вторичные напряжения, необходимые для питания вентиляторов, компрессоров, устройств кондиционирования и источника питания собственных нужд (14 В).

Применение блока MCS позволяет решить следующие задачи:

  • Снизить потребление топлива, уменьшить уровень загрязнения окржающей среды.
  • Увеличить мощность основного привода благодаря использованию дизель-генератора в оптимальных тепловых и электрических режимах.
  • Повысить надежность источника питания собственных нужд 14 В и увеличить его мощность.
  • Использовать электрическую трансмиссию в сельхозтехнике новых поколений.
  • Повысить эффективность работы систем выработки энергии и привода.
  • Оптимизировать режимы управления.
  • Получить возможность выработки дополнительных напряжений, например 50 Гц/220 В.

Разработка мультиконверторного блока высокой степени интеграции, выполненная SEMIKRON в рамках проекта SKAI 2, проводилась с учетом ТЗ заказчика. Схема, содержащая несколько различных преобразователей, спроектирована для жестких транспортных условий эксплуатации. Предусмотрено 2 вида первичного питания: от 3-фазного генератора или DC-шины напряжением до 800 В. Устройство рассчитано на жидкостное охлаждение, оно размещается в герметичном корпусе IP67 и управляется от контроллера верхнего уровня по CAN-интерфейсу. Силовые каскады MCS выполнены с применением модулей IGBT MiniSKiiP 2-го поколения. Сигнальный интерфейс имеет множество аналоговых и цифровых входов и выходов, что позволяет подключать различные датчики, резольверы и т. п.

Блок MCS содержит 4 основных силовых преобразователя:

  • I: 3-фазный конвертор 40 кВА с активным выпрямителем.
  • II: 3-фазный 20 кВА инвертор привода.
  • III: 3-фазный 10 кВА инвертор привода.
  • DC/DC-конвертор: 14 В/300 A или 28 В/165 A.

При частоте вращения 1800 r.p.m. генератор, непосредственно соединенный с коленчатым валом с помощью фланца, вырабатывает около 20 кВт, которые после преобразования MCS используются для питания вентилятора, компрессора и системы кондиционирования. Новый блок также необходим для управления DC/DC-конвертором, вырабатывающим напряжение питания бортовых устройств 14 В.

Когда трактор находится в стационарном состоянии, он может использоваться как мобильная электростанция: розетки на однофазное напряжение 50 Гц 230 В или 3-фазное 230/400 В устанавливаются на корпусе. Компрессор обеспечивает высокое давление даже при малой частоте вращения двигателя, производительность компрессора также практически не зависит от оборотов. Скорость вращения вентилятора может быть адаптирована в соответствии с требованиями, предъявляемыми к системе охлаждения, обеспечивается реверс направления потока воздуха для ее очистки. Вентилятор, скорость которого зависит от частоты вращения двигателя, обеспечивает эффективное охлаждение даже при его разгоне до 1250 r.p.m., а при 1600 r.p.m. имеет более высокий момент, чем у всех доступных на рынке моделей.

Модуль MCS также может быть использован в высокоэффективных вспомогательных приводах грузовиков, самосвалов и подобных транспортных средств. Его применение позволяет сократить потребление топлива и довести экологические характеристики тракторов до современных требований.