double arrow

Звеном постоянного тока

Статический преобразователь частоты с промежуточным

Широкое применение в АЭП имеет статический преобразователь частоты с проме­жуточным звеном постоянного тока, структурная схема ко­торого приведена на рисунке 3. Преобразователь состоит из двух силовых элементов — управляемого выпрямителя УВ и инвертора И. На вход УВ подается нерегулируемое на­пряжение переменного тока промышленной частоты; с вы­хода УВ постоянное регулируемое напряжение подается на инвертор И, который преобразует постоянное напряжение в переменное регулируемой амплитуды и частоты. Кроме двух силовых элементов, преобразователь содержит еще систему управления, состоящую из блока управления вы­прямителем БУВ и блока управления инвертором БУИ. Выходная частота регулируется в широких пределах и опре­деляется частотой коммутации тиристоров инвертора, кото­рая задается блоком управления инвертором БУИ. В такой схеме производится раздельное регулирование амплитуды и частоты выходного напряжения, что позволяет осущест­вить при помощи блока задания скорости БЗС требуемое соотношение между действующим значением напряжения и частотой на зажимах асинхронного двигателя.

Преобразователь с промежуточным звеном постоянного тока позволяет регулировать частоту как вверх, так и вниз от частоты питающей сети; он отличается высоким КПД (около 0,96), значительным быстродействием, малыми габаритами, сравнительно высокой надежностью и бесшумен в работе.

Рисунок 3 - Структурная схема статического преобразователя частоты с промежуточным эвеном постоянного тока: УВ — управляемый выпрямитель; И — инвертор; БУВ, БУН—соответ­ственно блок управления выпрямителей и инвертором; БЗС — блок задавания скорости

Примером принципиальной электрической схемы статического преобразователя частоты с промежуточным звеном постоян­ного тока, выполненного на тиристорах для привода неболь­шой мощности (до 5 кВт), может служить схема, приведен­ная на рисунке 4.

В качестве управляемого выпрямителя используются два тиристора (VS7 и VS8) и два диода (VD15 и VD16), включен­ные в так называемую полууправляемую мостовую схему для получения двухполупериодного выпрямленного напря­жения, среднее значение которого можно регулировать обычным способом, воздействуя на угол включения тиристоров VS7 и VS8.

Автономный инвертор напряжения (АИН) состоит из шести тиристоров (VS1 — VS6), шести последова­тельно включенных с ними диодов (VD9 — VD14) и шести дио­дов, включенных по трехфазной мостовой схеме (VD18 — VD3) и, наконец, шести колебательных контуров LС.

Преобразование постоянного напряжения в трехфазное переменное осуществляется коммутацией тиристоров VS1 — VS6, работающих в определенной последовательности. Время открытого состояния каждого тиристора составляет 2/3 полупериода выходного напряжения (длительность откры­того состояния тиристоров равна 120°); последователь­ность включения тиристоров отвечает их нумерации по схеме, т.е. сначала включается VS1, через 60° включается VS2 и т. д. до VS6. После VS6 вновь VS1 и т. д. через каждую 1/6 периода выходного напряжения. В каждый момент времени вне коммутации открыты одновременно два тиристора. Включение тиристоров осуществляется подачей положи­тельного импульса на управляющий электрод от БУИ. Для выключения тиристоров необходимо ток, протекающий через него, довести до нуля. Это достигается с помощью коммутирующих контуров LС; например, при включении VSЗ через ранее открытый V1 происходит разряд конденса­тора С и VS1 закрывается.

Рисунок 4 - Схема статического преобразователя частоты с промежуточ­ным звеном постоянного тока.

Выходное напряжение при чисто активной нагрузке имеет ступенчатую форму (рис.5), и длительность каж­дой ступени соответствует 1/6 периода выходного напряже­ния.

Рисунок 5 - Форма выходного на­пряжения при чисто активной нагрузке

Диоды VD9…VD14 служат для отделения коммутирующих конденсаторов от нагрузки, что дает возможность сущест­венно снизить их емкость по сравнению с обычным парал­лельным инвертором. Через мост VD18… VD23 реактивная энергия двигателя возвращается конденсатору С1. Напряжение на выходе инвертора регулируется изменением напря­жения на его входе — управляемым выпрямителем, а часто­та — изменением частоты подачи импульсов на тиристоры.

Достоинствами однофазной схемы выпрямления явля­ется меньшее количество тиристоров по сравнению с трех­фазной схемой выпрямления, а также более простое управ­ление, что снижает стоимость преобразователя. Поэтому при небольшой мощности привода и малом диапазоне регу­лирования напряжения целесообразно использовать одно­фазный выпрямитель, хотя пульсации выпрямленного на­пряжения получаются довольно большими, что требует применения сглаживающего реактора значительной индук­тивности.

Для преобразователей большей мощностис относительно большим диапазоном регулирования выпрямленного напряжения (до 20: 1) используются трех­фазный полностью управляемый выпрямитель, обычно вы­полняемый по мостовой схеме.

При больших диапазонах регулирования напряжения целесообразно для средней мощности преобразователя (до 20 кВт) применять мостовую схему с трехфазным полу­управляемым выпрямителем, который содержит три тиристора и три диода. В данном случае схема оказывается более простой по сравнению с полностью управляемым вы­прямителем.


Сейчас читают про: