![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Методические указания
- •Содержание
- •1 Преобразователи частоты с автономными инверторами
- •1.1. Классификация преобразователей частоты для электропривода
- •1.2 Способы регулирования выходного напряжения преобразователей частоты
- •2 Автономные инверторы напряжения
- •2.1 Принцип работы трехфазного автономного инвертора напряжения
- •2.2 Принцип широтно-импульсной модуляции
- •2.3 Принцип пространственно-векторной модуляции
- •2.4 Сравнение автономных инверторов напряжения
- •2.5. Рекуперативное и динамическое торможение в двигателях при питании от пч со звеном постоянного тока
- •3 Автономные инверторы тока
- •4 Расчет и выбор преобразователей частоты
- •4.1 Расчет мощности пч (инвертора)
- •4.2 Расчет и выбор выпрямителя
- •4.3 Расчёт параметров силового фильтра аин с амплитудной модуляцией
- •Выбор преобразователя частоты
- •2. Выбор выпрямителя
- •6 Промышленные преобразователи частоты с автономными инверторами
- •6.1 Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы серии триол at
- •6.2 Частотные электроприводы зарубежных фирм
- •7 Методические указания по выполнению курсовой работы
- •7.1 Задание на выполнение курсовой работы
- •7.2 Содержание курсовой работы
- •Список использованных источников
4.2 Расчет и выбор выпрямителя
Требуемое напряжение в звене постоянного тока
,
(4.4)
где
-
номинальное фазовое напряжение нагрузки
(двигателя).
Средний ток, потребляемый инвертором
.
(4.5)
где - модуль первой гармоники фазного тока.
-
(учитывается только первая гармоника).
Средний ток через ключ АИН
.
(4.6)
Средний ток через обратный диод
.
(4.7)
Активная мощность на выходе инвертора
Pин=
.
(4.8)
где
- номинальная мощность инвертора
Активная мощность на входе инвертора
,
(4.9)
где
- к.п.д.
инвертора. Из-за потерь на коммутацию,
которые всегда возникают при работе
инверторов, можно принять к.п.д. равным
= 0,8-0,9.
Если несколько инверторов питаются от общего выпрямителя, то номинальная мощность последнего определяется суммой мощностей всех инверторов, работающих одновременно.
Выпрямленный ток источника напряжения определяется из равенства
,
т.е.
.
(4.10)
Максимальное
выпрямленное напряжение выпрямителя
(при
)
,
(4.11)
где - линейное напряжение питающей сети;
m – число фаз питающей сети.
Номинальный (минимальный) угол регулирования выпрямителя определяется из следующего выражения:
или
. (4.12)
4.3 Расчёт параметров силового фильтра аин с амплитудной модуляцией
Параметры силового фильтра ПЧ (рис. 4.1) могут быть определены следующим образом. Эквивалентное активное сопротивление нагрузки (АИН-AД) определится
,
(4.13)
где
,
- средние
значения напряжения и тока инвертора.
Рисунок 4.1 – Схема силового фильтра АИН
Напряжение на входе АИН зависит от параметров источника Ud = Uи, который содержит управляемый выпрямитель (УВ) или широтно-импульсный регулятор и сглаживающий реактор. Параметры сглаживающего реактора зависят от величины выпрямленного напряжения (угла а) и тока нагрузки инвертора, и требуемых величин пульсаций выпрямленного напряжения. Наибольшие амплитуды пульсаций наблюдаются при минимальных значениях выпрямленного напряжения, поэтому требуемая величина индуктивности Lo фильтра обычно находится
Lо
=
.
(4.14)
где q1и q2 - коэффициенты пульсаций соответственно до и после сглаживающего реактора;
;
для
m
= 6;
для
m
= 3;
-
индуктивное
сопротивление коммутации тиристоров
УВ;
-
минимальное напряжение инвертора исходя
из диапазона регулирования частоты;
и
- минимальная и номинальная частота
выходного напряжения преобразователя
частоты;
-
угловая частота пульсаций выпрямленного
напряжения;
m = 6 – число фаз для мостовой схемы УВ.
Сглаживающий реактор может быть выбран из каталога по следующим данным:
,
.
Емкость
входного конденсатора С0
находится из условия, что от источника
(УВ) протекает лишь постоянная составляющая
тока инвертора
из-за достаточно большой индуктивности
L0,
а переменная составляющая Ic
этого тока протекает через этот
конденсатор.
Анализ
кривых выходных напряжений и тока
инвертора показывает, что при
кривой
тока инвертора in(p)
имеют
место участки, где in(p)
изменяет
свой знак, т.е. происходит рекуперация
энергии от асинхронного двигателя в
емкость фильтра С0.
При φ
эти
отрицательные участки отсутствуют, а
это значит, что реактивная энергия,
рекуперируемая фазой двигателя,
потребляется другими фазами двигателя.
С учетом этого при выборе конденсатора
выбирается режим, при котором коэффициент
мощности нагрузки минимален, поэтому
принимают обычно
.
При учете только первой гармоники тока нагрузки АИН
,
(4.15)
где
-
амплитуда суммарного фазного тока
нагрузки ПЧ;
f2 - максимальная частота на выходе инвертора (ПЧ);
– минимальный
коэффициент мощности нагрузки.
.
В [4] рекомендуется находить емкость по следующей формуле:
,
(4.16)
где
- базовые значения сопротивления
нагрузки, Ом;
-
базовые значения угловой частоты
напряжения нагрузки.
5 Пример выбора ПЧ и основных элементов его силовой схемы
Асинхронный
двигатель с короткозамкнутым ротором
имеет следующие технические данные: Рн
=
11
кВт, Uн.ф
= 220 В, Iнф
= 19,03 А, 2р=4, cosφH=0,876,
=87,5
%,
=
0,0463 км2
,
= 1460 об/мин, R1=0.462
Ом, R2=0.312Ом,
х1=0.813Ом,
х2=1.262Ом,
хm=27,5Ом,
Мmах/Мн=3,32;
Iп/Iн=5,83.
Рассчитать и выбрать элементы силовой схемы преобразователя частоты.
Решение