Система электропривода с преобразователем частоты со звеном постоянного тока и асинхронным двигателем

Рис. 1. Структурная схема преобразователей частоты

Рис. 2. Принципиальная схема звена постоянного тока (ЗПТ) преобразователя частоты Rогр — резистор ограничения тока заряда конденсатора; Rторм — тормозной резистор; ТК — транзисторный ключ; Сф — конденсатор фильтра

тора двигателя — обратные диоды, шунтирующие транзисторные ключи — конденсаторы фильтра. При запирании ключей индуктивные токи замыкаются через диоды на конденсатор фильтра, не вызывая перенапряжений.

Транзисторные ключи управляются драйверами, которые осуществляют гальваническую развязку силовых цепей от цепей управления и защиту транзисторов.

Блок микропроцессорного управления включает в себя (рис. 4) программируемый контроллер (ПК), аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи и пульт управления. Контроллер осуществляет широтно-импульсную модуляцию выходного напряжения преобразователя, у которого амплитуда напряжения зависит от частоты (рис. 5):

Рис. 3. Принципиальная схема мостового трехфазного инвертора на IGBT-транзисторах: Uп1..., Uп4 — напряжение питания цепей управления

Рис. 4. Функциональная схема блока управления электропривода где А и В — коэффициенты, которые программируются.

В контроллере может быть программно реализован пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор технологического параметра (например, напора или расхода воды), который должен контролировать регулируемый электропривод. Сигналы обратной связи по этому параметру вводятся в контроллер через АЦП.
Все параметры, связанные с управлением приводом, заносятся в память контроллера с помощью программирующего устройства или персонального компьютера через интерфейс RS485.

Рис. 5. Зависимость напряжения от частоты преобразователя: Uн, fн — номинальные соответственно напряжение и частота преобразователя

При необходимости преобразователь может обеспечить тормозной режим работы электропривода. Для этого в цепи постоянного тока предусмотрены транзисторный ключ ТК (см. рис. 2) и тормозной разрядный резистор R торм. Энергия торможения двигателя накапливается на конденсаторе фильтра Сф, повышая на нем напряжение. Когда напряжение на Сф достигнет определенного значения, открывается ключ ТК и конденсатор разряжается на тормозной резистор R торм. Резистор R огр в цепи постоянного тока служит для ограничения тока заряда конденсатора фильтра при включении преобразователя в сеть. При дальнейшей работе резистор R огр шунтируется.
Преобразователи частоты имеют различные виды защиты от влияния следующих факторов:

перенапряжений по питанию;
повышения напряжения питания;
понижения напряжения питания;
короткого замыкания в нагрузке;
замыкания фазы на землю;перегрева двигателя;
«опрокидывания» двигателя;
перегрузки;
ошибок управления.