Принципы построения преобразователей частоты.

Различные типы преобразователей частоты, которые нашли применение в области частотного асинхронного электропривода, могут быть разделены на две группы, отличающиеся друг от друга по используемым техническим средствам и структуре.

Большое развитие, особенно в последнее время, получил другой тип преобразователей частоты – так называемые статические преобразователи. Название это они получили потому, что система построена на статических элементах и устройствах, таких, как полупроводниковые приборы, конденсаторы и т. д. Развитие статических преобразователей частоты особенно ускорилось в связи с появлением новых силовых полупроводниковых приборов: тиристоров и транзисторов. Большое внимание, которое уделяется вопросу создания регулируемых статических преобразователей частоты, определяется теми высокими технико-экономическими показателями, которые приобретает регулируемый частотный электропривод в случае их использования. Повышаются КПД системы регулирования (он достигает 0, 85–0, 9) и ее быстродействие, устраняется шум при работе.

Все статические ПЧ могут быть разделены на две группы: 1) ПЧ без звена постоянного тока с непосредственной связью питающей сети и нагрузки (непосредственный ПЧ);

Преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока (двухзвенные ПЧ). Рассмотрим схемы и принцип действия каждого вида ПЧ.

Упрощенная функциональная схема ПЧ без звена постоянного тока показана на рис. 4.21. Собственно ПЧ состоит из силовой части СЧ и схемы управления СУ. В силовую часть ПЧ, которая осуществляет преобразование электрической энергии переменного тока стандартных напряжения U₁ и частоты f₁ в энергию переменного тока с регулируемыми напряжением U_рег и частотой f_peг, входят тиристоры и в некоторых случаях согласующие трансформаторы. Схема управления обеспечивает управление тиристорами силовой части ПЧ с помощью импульсов, подаваемых на управляющие электроды тиристоров в нужный момент времени.

Одна из распространенных тиристорных схем трехфазного ПЧ с непосредственной связью представлена на рис. 4.22. Схема состоит из трех одинаковых комплектов тиристоров, обеспечивающих питание трехфазной нагрузки Z_a, Z_b и Z_c. Каждый из комплектов содержит шесть тиристоров, три из которых подсоединены анодами ко вторичным обмоткам трансформатора Т, а три других – катодами к тем же обмоткам. В схеме имеется нулевой провод, связывающий нулевую точку трансформатора Т и общую точку трехфазной нагрузки, поэтому схема на рис. 4.22 обычно называется нулевой. Каждая фаза этой схемы работает независимо от остальных

Следует отметить, что рассматриваемый ПЧ позволяет и плавно регулировать выходную частоту f_peг. Это достигается тем, что между моментом снятия управляющих импульсов с группы тиристоров VS1–VS3 и моментом подачи импульсов на тиристоры группы VS4–VS6 искусственно вводится временная пауза Dt_п (рис. 4.23, б). В этом случае выходная частота f_peг определится выражением (4.39)

Плавно регулируя паузу Dt_п, можно плавно изменять выходную частоту f_peг.

Рассматриваемые ПЧ позволяют регулировать и напряжение на нагрузке U_рег, что бывает необходимо при регулировании скорости АД.

зависимость действующего напряжения на нагрузке от угла a выражается следующей формулой: (4.40)

Изменяя с помощью системы управления момент подачи импульсов на тиристоры, можно регулировать напряжение нагрузки от 0 (a=90°) до максимального значения (a=0)

(4.41)

Определенным недостатком схемы рис. 4.22 является необходимость наличия нулевого вывода трансформатора и нагрузки. Поэтому на практике распространение получили и так называемые мостовые схемы ПЧ, в которых нулевой провод отсутствует. Схема рис. 4.22 может быть превращена в мостовую, если устранить в ней нулевой провод. В этом случае каждая фаза ПЧ уже не может работать независимо от остальных, как это было ранее, и требует согласования с работой других фаз.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: