Преобразователи частоты для управления асинхронными двигателями. Непосредственный преобразователь частоты.



Недостатки электромашинных преобразователей и развитие электронной базы привели к созданию статических преобразователей на основе использования тиристоров или транзисторов.

По структуре схемы статических преобразователей частоты сходны с аналогичными схемами электромашинных преобразователей и могут быть представлены двумя основными классами: с непосредственной связью и с промежуточным звеном постоянного тока.

Преобразователь с непосредственной связью предназначен для преобразования высокой частоты в низкую и состоит из 18 тиристоров, объединенных во встречно-параллельные группы с раздельным управлением (рис. 1). В основе преобразователя лежит трехфазная нулевая схема выпрямления; каждая фаза преобразователя состоит из двух таких встречно включенных выпрямителей. Группу из трех вентилей, имеющих общий катод, называют положительной или выпрямительной, а группу с общим анодом — отрицательной или инверторной. Вентильные группы могут управляться раздельно либо совместно.

Во избежание короткого замыкания управляющие импульсы при раздельном управлении должны подаваться на тиристоры одной из вентильных групп, в соответствии с направлением тока в нагрузке. Для обеспечения раздельной работы применяется специальное логическое устройство, исключающее возможность прохождения тока в одной группе в то время, когда ток проходит в другой группе.

В преобразователях с совместной работой вентильных групп необходимо включение дополнительных реакторов, ограничивающих уравнительный ток между вентилями каждой группы, а углы управления положительной, и отрицательной групп изменяются по определенному закону, исключающему появление постоянной составляющей уравнительного тока. Преобразователи с совместным управлением работой вентильных групп обладают большой установленной мощностью силовых элементов.

 

Рисунок 1 - Преобразователь частоты с непосредственной связью

 

В течение одного полупериода выходного напряжения преобразователя пропускают ток выпрямительные группы, а в течение другого — инверторные. Выходное напряжение состоит из отрезков волн напряжения питающей сети. На рисунке 2 показана кривая выходного напряжения при неизменном угле включения вентилей α = 0.

 

 

 

Рисунок 2 - Форма выходного напряжения трехфазного преобразователя частоты с непосредственной связью

 

К достоинствам этого типа преобразователей можно отнести: 1) однократное преобразование энергии и, следовательно, высокий КПД (около 0,97—0,98); 2) возможность независимого регулирования амплитуды напряжения на выходе от частоты; 3) свободный обмен реактивной и активной энергией из сети к двигателю и обратно; 4) отсутствие коммутирующих конденсаторов, так как коммутация тиристоров производится естественным путем (напряжением сети.)

К недостаткам рассмотренного преобразователя частоты относятся: 1) ограниченное регулирование выходной частоты (от 0 до 40 % частоты сети); 2) сравнительно большое число силовых вентилей и сложная схема управления ими; 3) невысокий коэффициент мощности — максимальное значение на входе преобразователя около 0,8).

Этот преобразователь может быть применен в случае использования тихоходного безредукторного привода, когда возникает необходимость в плавном регулировании угловой скорости (например, в приводе шаровых мельниц, где номинальная угловая скорость двигателя соответствует 12—15 Гц и регулируется вниз; при этом частота питающей сети составляет 50 Гц). Кроме того, данный тип преобразователя целесообразно применить для регулирования угловой скорости асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего в режиме двойного питания, когда статор его присоединен к сети, а ротор питается от той же сети черезпреобразователь частоты.

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 322;