Лабораторная работа № 16. Исследование автономного инвертора напряжения

Цель работы

Целью работы является изучение принципа работы и снятие характеристик автономного инвертора

16.2 Материалы и оборудование:

Лабораторный стенд «Изучение автономного инвертора напряжения».

Подготовка к работе

Изучить теоретический материал по темам «Автономные инверторы» [10].

Методические указания к выполнению работы

Частотно-управляемый (или регулируемый) асинхронный привод (далее просто привод) обычно строится по схеме «питающая сеть – выпрямитель – фильтр – трехфазный инвертор напряжения – приводимый асинхронный двигатель (далее – АД)» (рисунок 16.1). Питающая сеть может быть как однофазной, так и трехфазной, соответственно и выпрямитель делается одно- или трехфазным. В качестве фильтра, как правило, используются Г-образные LC-фильтры. В системах малой мощности допустимо применение обычного сглаживающего С-фильтра.

Наиболее сложным узлом является инвертор напряжения. Последние годы он строится на основе полностью управляемых силовых ключей - транзисторов (MOSFET или IGBT), которые стремительно вытесняют схемы на полууправляемых ключах (тиристорах). Задача инвертора — получение из постоянного напряжения регулируемого по частоте и действующему значению трехфазного напряжения. Для регулирования действующего значения напряжения и частоты применяется ШИМ модуляция.

Управление силовыми ключами инвертора осуществляет по определенному алгоритму специальный управляющий контроллер (иначе говоря — система управления). Алгоритм управления подразумевает не только реализацию функций регулирования частоты и действующего значения выходного напряжения, но так же и реализацию защиты силовых ключей от перегрузок и КЗ. В некоторых случаях дополнительно реализуются функции регулирования момента на валу АД и другие специфические задачи.

Краткие характеристики и особенности АИН и системы управления:

· использование полностью управляемых ключей - IGBT транзисторов;

· формирование последовательности импульсов управления силовыми ключами по алгоритму, реализующему линейную зависимость действующего значения напряжения от частоты;

· регулирование частоты выходного напряжения инвертора от 5 до 50
Гц;

·
быстродействующая защита силовых ключей инвертора от токов КЗ, с
использованием шунта в качестве датчика тока;

Лабораторная установка состоит из лабораторного стенда " Автономный инвертор напряжения", в котором расположены силовая схема АИН и схема системы управления. На передней панели установлены измерительные приборы, переключатели и контрольные гнезда.

Для выполнения лабораторной работы кроме лабораторного стенда необходим осциллограф, который подключается к контрольным гнёздам лабораторного стенда.

Порядок выполнения работы

а) Установить ручку потенциометра R в нулевое положение. Включить стенд. Включить осциллограф и установить переключатель " Синхронизация" в положение " От сети". Вход осциллографа установить в положение " постоянное-переменное".

б) Снять задающее напряжение на потенциометре R.

в) Снять и зарисовать в масштабе осциллограмму напряжения на
входе выпрямителя (КТ1). Сравнить амплитуду напряжения с показаниями
вольтметра, подключенного к этой обмотке.

г) Снять осциллограмму напряжения на выпрямительном диоде (КТ1-
2) и зарисовать в масштабе под осциллограммой напряжения на входе выпрямителя. Определить величину обратного напряжения на диоде.

д) Снять осциллограмму напряжения в цепи постоянного тока на
конденсаторе С_ф (КТЗ-4) и зарисовать в масштабе под осциллограммой на
пряжения на диоде.

е) Снять осциллограмму тока протекающего через шунт R_m (KT4-10) и
зарисовать в масштабе под осциллограммой напряжения на конденсаторе.

ж) Снять осциллограмму напряжения в цепи затвора транзистора VT1
(КТ5-0В) и зарисовать в масштабе под осциллограммой тока через R_m.

з) Снять осциллограмму фазного (КТ4-7) и линейного (КТ7-8) напряжения в цепи питания АД и зарисовать их в масштабе под осциллограммой напряжения на затворе транзистора.

и) Повернуть ручку потенциометра R на одно деление по часовой стрелке и повторить пункты в)-з).

Примечание: При помощи резистора R устанавливается желаемое значение частоты выходного напряжения инвертора. Вне зависимости от положения движка R, сразу после начала работы инвертор формирует выходные сигналы для частоты напряжения в 5 Гц. Затем, начинается постепенное повышение частоты до заданного уровня. Изменение частоты происходит дискретно с шагом в 1 Гц, причем скорость изменения равна 2 Гц/сек. Это сделано для исключения скачкообразного изменения выходной частоты, что может привести к возникновению ударных токов в АД и механическим перегрузкам в приводном механизме.

16.6 Контрольные вопросы

1. Объясните принцип работы трехфазного инвертора напряжения.

2. Что такое ШИМ? Объясните принцип формирования сигналов управления трехфазным инвертором.

3. Что показывают внешние, энергетические и регулировочные характеристики инвертора?

4. Объясните полученные в работе диаграммы при различных режимах работы инвертора.

5. Каковы преимущества и недостатки различных методов управления трехфазным мостовым инвертором?

Рекомендуемая литература: [2], [6], [7], [8], [10].

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.

2. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: Высшая школа, 1982. – 496 с.

3. Гершунский Б.С. Основы электроники и микроэлектроники. – К.: Вища школа, 1987. – 423 с.

4. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – Высшая школа, 1991. – 622 с.

5. Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: справочник. – К.: Наукова думка, 1983. – 672 с.

6. Справочник по преобразовательной технике. / Под ред. Н.М. Чиженко - К.: Техника, 1978. – 447 с.

7. Промышленная электроника / В.С. Руденко и др. – К.: Техніка, 1979. – 503 с.

8. Иванов-Цыганов А.И. Электропреобразовательные устройства РЭС. - М.: Высшая школа, 1991. -272 с.

9. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 152 с.

10. Голиков С.П. Электроника и силовая преобразовательная техника: учебное пособие для курсантов специальности 26.05.07 Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики и направления 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / С.П. Голиков, Н.П. Сметюх – Керчь: Керченский государственный морской технологический университет, 2016. – 316 с.

11. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник / В. Л. Шило. – М.: Радио и связь, 1987. – 352 с.

Ó Сергей Павлович Голиков

СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

СИЛОВАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Практикум

по выполнению лабораторных работ

для курсантов специальности

26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

и направления подготовки

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

очной и заочной форм обучения

Тираж_____экз. Подписано к печати_____________.

Заказ №________. Объем ___ п.л.

Изд-во «Керченский государственный морской технологический университет»

298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 82.

⇐ Предыдущая 1 2 34

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-15; Просмотров: 955; Нарушение авторского права страницы