Современная электроника №5/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 47 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2026 рый является базовым ПЧ для ЭП боль­ шой и сверхбольшой мощности этого концерна. На его основе создан ряд ПЧ мощностью от 600 кВт до 4,5 МВт, кото­ рые предназначены в основном для управления АД. Также они могут при­ меняться для управления СД и в каче­ стве регулируемых ИП для трёхфазных потребителей электроэнергии [16]. Основой СУ этих ПЧ является уни­ версальный микроконтроллерный блок управления, разработанный инженерами АО «НПЦ «СЭС» (концерн «Русэлпром»), – блок управления БУПЧ (далее – БУПЧ), объединивший в своём составе две ЛСУ, ЦСУ и ПЛК. Техниче­ ские условия на этот блок управления 9 одобрены Российским морским реги­ стром судоходства, а сам БУПЧ имеет Свидетельство о типовом одобрении Российского морского регистра судо­ ходства [15]. Блок управления БУПЧ имеет цен­ трализованную архитектуру с вну­ тренним распределением функций и состоит из трёх микроконтроллер­ ных систем управления (МКСУ), рас­ положенных в одном корпусе: двух ЛСУ – контроллеров АВН (КАВ) и АИН (КИН) – и контроллера ввода/вывода сигналов (КВВ), который выполняет функции ЦСУ и ПЛК. Связь между тремя контроллера­ ми БУПЧ осуществляется с помощью высокоскоростного последовательно­ го интерфейса SPI, при этом контрол­ леры КАВ и КИН являются подчинён­ ными, а контроллер КВВ – главным, координирующим работу КАВ и КИН. Внешний вид БУПЧ показан на рис. 15. Контроллер КАВ осуществляет управление, контроль и защиту АВН: измерение напряжений и токов вход­ ной сети, напряжения в звене посто­ янного тока и температуры IGBT­ модулей, обработку результатов этих измерений и формирование сигналов управления IGBTтранзисторами с помощью специализированного алго­ ритма (векторное управление). Контроллер КИН осуществля­ ет управление, контроль и защиту АИН: измерение напряжений, токов и скорости вращения АД, напряже­ ния в звене постоянного тока и тем­ пературы IGBTмодулей, обработку результатов этих измерений и фор­ мирование сигналов управления IGBT­ транзисторами с помощью специали­ зированного алгоритма (векторное управление). Контроллер КВВ управляет контрол­ лерами КАВ и КИН, а также коорди­ нирует их работу, осуществляет ввод/ вывод дискретных и аналоговых сиг­ налов, реализует цифровые и аналого­ вые интерфейсы, осуществляет инфор­ мационное взаимодействие с пультом управления и индикации (ПУИ) и СУ ВУ, управление и контроль систем охлаждения ПЧ и ЭД. БУПЧ имеет блочномодульную кон­ струкцию, состоящую из блочного кар­ каса (крейта), в котором расположены объединительная плата (кроссплата) и следующие функциональные моду­ ли (рис. 16): ● модуль источников питания (ИП); ● модуль микроконтроллера (МК); ● модуль широтномодулированных выходов (ШИМ); ● модуль датчиков напряжения и то­ ка (ДНТ); ● модуль цифровых интерфейсов и датчиков скорости (ЦИДС); ● модуль дискретных входов (ДВх); ● модуль дискретных выходов (ДВых); ● модуль датчиков температуры (ДТ); ● модуль аналоговых интерфейсов (АИ). Конструкция каждого модуля состо­ ит из соответствующей платы (име­ ющей такое же название) и лицевой панели. С передней стороны плат рас­ положены разъёмы для подключения источников питания и внешних сиг­ налов, а также светодиодные индика­ торы. С задней стороны плат распо­ ложены разъёмы для подключения модулей к объединительной плате. В состав контроллеров КАВ и КИН входят модули МК, ШИМ и ДНТ. В состав контроллера КВВ входят моду­ ли МК, ЦИДС, ДВх, ДВых, ДТ и АИ. Модуль МК является обязательным и единственным для каждого контрол­ лера, другие модули могут иметь раз­ ное количество, а также могут не вхо­ дить в его состав. Базовое количество модулей, входящих в состав БУПЧ, рав­ но 16, а максимально возможное коли­ чество – 17. Блок управления БУПЧ позволяет управлять четырьмя транзисторными преобразователями (например, двумя АВН и двумя АИН), а также осущест­ влять ввод/вывод дискретных и ана­ логовых сигналов и реализовывать цифровые и аналоговые интерфей­ сы. Поэтому он может применяться в двухканальных ПЧ, которые управля­ ют двумя обычными АД, а также в ПЧ для двухобмоточных АД. Прототипами БУПЧ можно считать блоки управления AR2105 (рис. 13) и AR2515/AR2516 (рис. 10) фирмы Ingeteam, которые предназначены для управления транзисторными пре­ образователями. Эти блоки управле­ ния работают совместно: блок AR2105 (Control Processing Unit) является ЦСУ и управляет одним или несколькими (до четырёх) блоками AR2515/AR2516, а также координирует их работу; блок AR2515/AR2516 (Power Management Module) является ЛСУ и управляет одним или двумя трёхфазными тран­ зисторными преобразователями, а так­ же тормозными транзисторами. Рис. 14. Правильная конструкция (топология) ПП для СУ ЭП Рис. 15. Блок управления БУПЧ