Преобразование однофазного тока для питания асинхронных двигателей

Одним из вариантов применения АИН в качестве статического преобразователя является применение его для преобразования однофазного тока для питания асинхронных двигателей ЭПС (рис.). Схема содержит:

- ВУ, питающуюся от контактной сети однофазного тока;

- АИН;

- коммутирующее устройство КУ (С_кL_к);

- подзарядное устройство ПУ;

- СУ тиристорами инвертора;

- выходной Г-образный фильтр.

Автономный инвертор напряжения АИН с двухступенчатой емкостной коммутацией обеспечивает преобразование выпрямленного тока в трехфазный переменный ток с регулируемой в широких пределах частотой. Во время пуска АД необходима минимальная частота 1-2 Гц, которая затем повышается в зависимости от необходимой скорости движения ЭПС. Одновременно с частотой регулируется U₂ с учетом потребляемой двигателями допускаемой мощности. Максимальная частота должна соответствовать допустимой скорости движения ЭПС и не превышать 150-200 Гц.

Основные тиристоры инвертора VS1 – VS6 соединены по трехфазной мостовой схеме. Такое же соединение имеют коммутирующие тиристоры VS1_к – VS6_к и обратные диоды VD1 – VD6.

Коммутирующее устройство КУ (С_кL_к) обеспечивает емкостную коммутацию токов в основных тиристорах. Дополнительно для обеспечения коммутации служат тиристоры VS7_к и VS8_к.

Коммутация осуществляется через 1/6 периода регулируемой частоты под действием СУ поочередно у тиристоров катодной и анодной группы.

Предельная продолжительность периода пропускания тока каждым тиристором (с учетом мгновенной коммутации) не может превышать ½ периода регулируемой частоты. В каждый момент времени с учетом коммутации могут быть открыты три тиристора: два анодной и один катодной группы или два катодной и один тиристор анодной группы.

Как видно из схемы (рис.) коммутирующий конденсатор С_к не входит в цепь фаз инвертора и по этому признаку такие инверторы называются инверторами с отделенной емкостью.

После каждой коммутации происходит небольшой разряд конденсатора С_к, который подзаряжается с использованием ПУ.

Управление у рассматриваемого АИН двухоперационное:

- первая операция – открытие очередного тиристора путем подачи на его управляющий вывод положительного импульса тока управления;

- вторая операция – запирание этого тиристора через регулируемый интервал времени (меньше половины периода τ < Т/2).

Рассмотренные АИН различаются также числом коммутирующих устройств (в нашем случае КУ – одно). Возможны варианты с несколькими КУ.

Рис.5