Основные типы формирователей импульсов управления

Преобразователи частоты со звеном постоянного тока

Структурная схема ПЧ со звеном постоянного тока показана на рис.5.3. Она содержит:

- входной фильтр Ф_вх для защиты сети переменного тока от помех преобразователя;

- выпрямитель В;

- фильтр выпрямителя Ф_в, определяющий режим работы выпрямителя как источника напряжения или источника тока;

- автономный инвертор напряжения или тока;

- выходной фильтр Ф_вых, улучшающий форму выходного напряжения.

Таким образом, в ПЧ данного типа имеет место двойное преобразование энергии источника: вначале переменное напряжение выпрямляется, затем постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимыми параметрами.

Основным преимуществом ПЧ со звеном постоянного тока является возможность получения на выходе напряжения, частота которого регулируется в широких пределах, как ниже, так и выше частоты сети.

Недостатком такого ПЧ является снижение к.п.д. вследствие двойного преобразования энергии, а так же усложнение схемы управления для обеспечения двухстороннего обмена энергией между источником и нагрузкой.

Функции регулирования частоты выходного напряжения выполняет инвертор. Регулирование амплитуды выходного напряжения возможно двумя способами:

- за счёт изменения напряжения постоянного тока на входе инвертора;

- за счёт регулирования выходного напряжения инвертора методом ШИМ.

При использовании инвертора напряжения в цепи постоянного тока имеется конденсатор значительной ёмкости, вследствие чего снижается скорость изменения напряжения, что существенно ограничивает возможности амплитудного регулирования. Вследствие этого более распространены ПЧ с использованием ШИМ. Структурно ПЧ с инвертором тока предусматривает использование управляемого выпрямителя.

Часть системы управления преобразователем, которая формирует логику входных сигналов силовых ключей, а затем их усиливает до требуемых уровней тока и напряжения, называется формирователем импульсов управления (ФИУ). Основным источником помех для системы управления является силовая часть преобразователя и частично усилительный блок ФИУ. Протекание силовых токов большой амплитуды создаёт проблемы в надёжности функционирования системы управления. Поэтому во всех мощных преобразователях осуществляют потенциальную развязку между силовой и управляемой частью. Дополнительной причиной необходимости разделения силовых и управляющих цепей преобразователя является проблема управления силовыми ключами верхнего уровня, которые не имеют непосредственной связи с общей шиной силовой схемы.

По принципу построения потенциальной развязки ФИУ делятся на следующие типы:

1. ФИУ, использующие передачу импульса управления заданной формы и мощности при потенциальной развязке за счёт трансформатора;

2. ФИУ, использующие раздельную передачу энергии и информационного сигнала, определяющего в основном длительность и фазу импульса управления.