Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


ТИПЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ



 

Преобразователь частоты (ПЧ) в электроприводе (ЭП) является силовым регулятором, вход которого подключен к питающей сети с нерегулируемыми значениями напряжения U1 и частоты f1, а на выходе обеспечиваются регулируемые значения напряжения U2 (или тока I2) и частоты f2 в зависимости от задания и управляющих сигналов Uy (рис. 1).

 

 

Рис. 1. Преобразователь частоты в ЭП

Применение ПЧ в ЭП обеспечивает наиболее экономичные способы регулирования скорости и момента электродвигателей переменного тока.

 

 

  Рис. 2. Включение ПЧ в статорную об­мотку двигателя   Рис. 3. Вклю­чение ПЧ в роторную обмотку двигателя  

 

В зависимости от типа электропривода ПЧ может быть включен между питающей сетью и статорной обмоткой двигателя:

- частотно-управляемый ЭП, как это показано на рис. 2;

- между роторной обмоткой и питающей сетью, например, в ЭП с ма­шиной двойного питания, показанной на рис. 3.

Такое включение обычно позволяет уменьшить установленную мощность ПЧ, но требу­ет применения электродвигателя с фазным ротором.

 

Статические преобразователи частоты

Ста­тические ПЧ выполняют на ключевых электрон­ных элементах: тиристорах, запираемых тиристо­рах и силовых транзисторах (биполярных, бипо­лярных с изолированным затвором и полевых). Ис­пользование ключевого режима приводит к тому, что выходное напряжение U2 у всех без исключе­ния видов статических ПЧ несинусоидально и кро­ме основной (первой) гармоники содержит обычно целый спектр высших гармонических составляю­щих. Ток, потребляемый из сети статическими ПЧ, также не синусоидален и может вызывать искажения напряжения питающей сети. Эти обстоятельства приходится обычно учи­тывать при выборе типа статического ПЧ.

Принципы построения статических ПЧ для ре­гулируемого ЭП известны достаточно давно. Различают три типа статических ПЧ:

· непосредственный ПЧ;

· двухзвенный ПЧ с автономным инвертором на­пряжения;

· двухзвенный ПЧ с автономным инвертором тока.

 

Непосредственный преобразователь частоты (НПЧ) в минимальной конфигурации содержит m2(по числу фаз двигателя) отдельных реверсивных преобразователей постоянного тока, управление которыми осуществляется переменным модули­рующим напряжением. Форма, частота и амплиту­да модулирующего напряжения определяют форму основной гармоники, частоту f2 и амплитуду на­пряжения U2 на выходе НПЧ. Регулирование выходного напряжения характеризуют коэффициен­том модуляции , который изменяется в пределах от 0 до 1 и является относительной амплитудой модулирующего напряжения. Напря­жения управления отдельными фазами НПЧ имеют одинаковые амплитуду и частоту, но сдвинуты одно относительно другого на угол 2π /т2. На рис. 4 показана схема бестрансформаторного трехфазного НПЧ, в котором использованы мосто­вые реверсивные преобразователи постоянного то­ка, а фазы двигателя U2A, U2B, U2C разъединены, чтобы избежать межфазных коротких замыканий.

Управление группами тиристоров, как и в ре­версивных преобразователях постоянного тока, мо­жет быть совместным или раздельным. В первом случае для ограничения уравнительных токов ис­пользуются реакторы L, как это показано на рис. 4. При раздельном управлении эти реакто­ры не ставятся, но используются датчики нуля тока (датчики состояния тиристоров).

Рис. 4. Трехфазный мостовой НЧП

 

В тиристорных НПЧ, как правило, использует­ся естественная коммутация. При этом выходное напряжение U2 имеет периодический характер при частоте f2 только для дискретных ее значе­ний:

(1.1)

 

где k — целые числа (1 < k < ), т1 — число фаз питания НПЧ.

В табл. 1 приведены значения этих частот для т1 = 3, 6, 12, f1 = 50 Гц и k = 1 - 10.

 

Таблица 1

Значения частот выходного напряжения НПЧ f2, Гц

 

т1 k
37, 5 21, 4 18, 75 16, 7 13, 6 12, 5 11, 5
42, 8 37, 5 33, 3 27, 3 21, 4 18, 75
46, 2 42, 8 37, 5 35, 3 33, 3 31, 6 28, 6 27, 3

 

При промежуточных значениях выходной час­тоты f2, при которых k не является целым числом, в напряжении U2 появляются низкочастотные субгармоники, влияние которых тем больше, чем бли­же значения частот f2 и f1. Появление низкочас­тотных субгармоник в напряжении питания электродвигателя приводит к колебаниям электромаг­нитного момента. Поэтому выходные частоты НПЧ в диапазоне, соответствующем k < 3, обычно не являются рабочими. Так, для НПЧ, выполненного по схеме, показанной на рис.4, максимальная вы­ходная частота f2mах ≈ 25 Гц.

Увеличение числа фаз питающего напряжения до т1 = 6 существенно сдвигает спектр высших гар­моник в сторону увеличения частот и одновременно уменьшает их амплитуды. Увеличение числа фаз до т1 = 12 уменьшает амплитуды высших гар­моник напряжения настолько, что их влияние на работу электродвигателя можно не учитывать.

Увеличение числа фаз питания всегда улучшает гармонический состав выходного напряжения НПЧ, уменьшая содержание в нем и высокочастотных гармоник, и низкочастотных субгармоник. Но это достигается путем увеличения числа тиристорных групп, кото­рые питаются от дополнительных обмоток транс­форматора или от нескольких отдельных трансфор­маторов, что приводит к еще большему усложне­нию силовой схемы НПЧ.

Энергетические характеристики и влияние на питающую сеть НПЧ с естественной коммутацией фактически определены свойствами реверсивных ТП постоянного тока.

Основные достоинства НПЧ с естественной коммутацией:

· полная реверсивность;

· свободный обмен реактивной энергией между сетью и двигателем;

· однократное преобразование энергии (мини­мальное число вентилей, одновременно включен­ных между сетью и двигателем);

Недостатки НПЧ с естественной коммутацией:

· ограничение выходной частоты по верхнему пределу;

· низкий коэффициент мощности;

· сложность силовой схемы, особенно при т1 > 3.

Двухзвенный ПЧ с автономным инвертором напряжения состоит из трех основных элементов: выпрямителя (В), автономного инвертора напряже­ния (АИН) и промежуточного контура постоянного тока, включающего конденсатор С (рис. 5).

 

Рис. 5. Двухзвенный преобразователь частоты


Поделиться:



Популярное:

  1. VI. ЩЕЛЕВЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ АНТЕНН
  2. Аппараты для массового культивирования клеток. Типы, режимы работы и возможности использования для культивирования клеток.
  3. Архетипы Таро. Психологический практикум
  4. Архетипы – это не боги, с которыми можно торговаться, от которых можно что-то получить, а силы, на которые мы не влияем, но которые влияют на нас и безмерно превосходят нас.
  5. Биполярное аффективное расстройство. Рекуррентное депрессивное расстройство. Этиология, клиника, диагностика, типы течения.
  6. В каких случаях следует использовать типы short и long
  7. В медицинской практике с целью прогревания конечностей при их отморожении действуют токами ультравысокой частоты (УВЧ). Известно, что при этом не наблюдается сокращения мышц.
  8. В системном блоке ПК обычно устанавливаются следующие типы накопителей.
  9. ВАЛЕНТНОСТЬ. ТИПЫ ВАЛЕНТНОСТЕЙ
  10. Виды и типы правовой культуры
  11. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ФИЛОСОФИИ И ЕЕ КУЛЬТУРНО-ИСТОРИЧЕСКИЕ ТИПЫ
  12. ВОПРОС-86 Микроклимат, показатели естественной и искусственной освещенности, типы инсоляционного режима, источники загрязнения воздуха больничных помещений. Способы санации воздуха.


Последнее изменение этой страницы: 2017-03-11; Просмотров: 953; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.015 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь