16. Принципиальные схемы пч с шим
Принципиальная схема ПЧ на базе не запираемых GTO тиристоров.
рис.25
Принципиальная схема ПЧ на базе IGBT транзисторов.
рис.26
Принципиальная схема автономного инвертора на базе IGBT транзисторов с контуром динамического торможения.
рис.27
17. Пч с шим на базе незапираемых тиристоров.
Рис.28
Р
ассмотрим
принцип работы АИ С ШИМ на базе однофазного
АИ на GTO
тиристорах.
Силовые ключи отпираются в момент подачи отпирающих импульсов, а запираются с помощью коммутирующих конденсаторов и индуктивных элементов. Верхняя и нижняя половина разделена вторичной обмоткой автотрансформатора АТ. Диоды Д1, Д2 выполняют функцию отсекающих диодов и в период коммутации препятствуют разряду С1 и С2.
В момент времени t=0 открыт Т1, а Т2 закрыт, при этом на нагрузку Zн работает верхняя половина источника питания и на протяжении работы Т1 заряжается конденсатор С1, а С2 удерживает свой заряд. Через промежуток времени подается открывающий импульс на Т2, он отпирается при этом через цепь открытого Т2 разряжается конденсатор С2 на нижнюю половину вторичной обмотки АТ, а верхней половине вторичной обмотки индуцируется ЭДС отрицательной полярности и запирает Т1. На протяжении следующего работает нижняя половина источника.
Рассмотрим трехфазную схему ПЧ с ШИМ, которая состоит из неуправляемого диодного выпрямителя, LC – фильтра, и АИН на шести GTO тиристорах. Принцип коммутации тот же что и для одной фазы. Силовые ключи анодной группы в период коммутации работают в продолжительном режиме, а ключи катодной группы работают в импульсном режиме.
Недостатки: Рассмотренное устройство имеет большое количество реактивных элементов, что ухудшает их энергетические и массогабаритные показатели.
Рис.25(разд.16)
Значительно более высокими показателями обладают ПЧ на базе мощных полностью управляемых силовых ключей (IGST – тиристоры, IGBT-транзисторы).
18. Элементная база современных частотных преобразователей.
В настоящее время в АЭП в качестве электромеханических преобразователей наблюдается расширение области применения специальных короткозамкнутых АД с номинальной частотой питания 500-1000 Гц. При условии уменьшения индуктивности обмоток. Основная масса промышленных силовых преобразователей строятся по схеме трехфазного выпрямителя - трехфазного инвертора.
Требования к влиянию потребителя на питающую сеть регламентированы современными стандартами IEEE-519, МЭК-555 во входных цепях силовых преобразователей. Для повышения качества энергопотребления, увеличения коэффициента мощности, уменьшения установленной мощности, уменьшения затратной стоимости силовых преобразователей применяются выпрямители на полностью управляемых силовых ключах с системой стабилизации напряжения звена постоянного тока.
В настоящее время используемые во всех ЭП управляемые и неуправляемые вентили силового канала (диоды, тиристоры и транзисторы) имеют модульное исполнение с изолированными корпусами (беспотенциальные модули), что дает возможность их установки на общих неизолированных от земли охладителях. При этом эти модули имеют различную степень концентрации и различную топологию схемы. При этом обязательно встречно параллельно каждому управляющему силовому ключу включен обратный диод. Основными мировыми производителями таких модулей являются :
Semikron (Германия)
Toshiba (Япония)
При этом необходимо отметить, что вне зависимости от фирмы производителя все модули являются абсолютно взаимозаменяемыми независимо от фирмы и схемы ПЧ.
Отметим применение в приводах большой и средней мощности в выходном блоке, в схемах АЭП применение интегральных модулей Skiip.
Такой модуль наряду силовыми элементами включает в себя устройства измерения, датчики I, U, t и устройства управления драйверы, устройства защиты автоматические выключатели, чаще плавкий предохранитель.
В качестве формирователей управляющих сигналов применяют специализированные интегральные драйверы выпускаемые фирмами Toshiba и Mitzubishi. При этом модули skip комплектуются по 2 схемам :
1. слаботочная мостовая схема (до 300А)
2. схема «фаза» (до 1200 А)