13. Регулирование скорости, пуск торможение в аэп с шир.
13.1 Регулирование скорости в аэп с шир.
Для того чтобы увеличить скорость вращения ω электродвигателя необходимо уменьшить период коммутации силовых ключей анодной группы и одновременно увеличить скважность силовых ключей катодной группы. При этом уменьшение периода и увеличение скважности осуществляется в соответствии с законом регулирования: пропорциональный, квадратичный, вентиляторный. При этом регулировочные характеристики и показатели качества имеют такой же вид как и у АИ с УВ. За исключением: cosφ значительно выше во всем диапазоне регулирования.
Рис.20
13.2 Пуск в аэп с шир.
Пуск начинается при минимальной частоте на выходе инвертора. Период коммутации силовых ключей анодной группы: ТК = 3000, при скважности импульсов управления силовых ключей катодной группы ε = 0,2÷0,3. По мере разгона двигателя период коммутации уменьшается, скважность увеличивается. Пуск заканчивается при периоде коммутации каждого ключа ТК = 1200, скважности ε = 1.
13.3 Торможение в аэп с шир.
Рекуперативное торможение невозможно, т.к. входным блоком является неуправляемый выпрямитель.
В основном применяется динамическое торможение.
рис. 21
Основным видом частотного преобразователя применяемого в настоящее время является преобразователя в которых используется АИ с широко импульсной модуляцией (ШИМ).
14. Автоматизированный электропривод с использованием пч с шим.
В структуре таких ПЧ в качестве входного блока при работе в двигательном режиме используют неуправляемые мостовые диодные выпрямители. Иногда с целью возможности реализации рекуперативного торможения в качестве входного блока используют 2 выпрямительных комплекта. Второй управляемый. Используется лишь при рекуперативном торможении. Наибольшее распространение получили преобразователи частоты с промежуточным контуром постоянного тока, выполненные на базе инверторов напряжения.
рис.22
Переменное напряжение сети преобразуется с помощью диодного выпрямителя, а затем сглаживается в промежуточной цепи индуктивно-емкостным фильтром. И, наконец, инвертор, выходной каскад которого обычно выполняется на основе IGBT-модулей, осуществляет обратное преобразование из постоянного тока в переменный, обеспечивая формирование выходного сигнала с необходимыми значениями напряжения и частоты. В этом случае выходной сигнал преобразователя представляет собой последовательность импульсов напряжения постоянной амплитуды и изменяющейся длительности, которая на индуктивной нагрузке, каковой является обмотка статора, формирует токи синусоидальной формы. Возможный диапазон регулирования частоты - от 0 до нескольких тысяч герц.
рис. 23
15. Принцип действия пч с шим.
Рассмотрим
принцип действия АИ с ШИМ с помощью
однофазной электрической схемы замещения.
АИ с ШИМ показана в виде автономного
источника питания деленного на две
половины.
.
Половины источников питания попеременно
работают на сопротивление нагрузки
(одна фаза статора обмотки).
Рис.24 
При
этом переключение осуществляется при
помощи двух позиционно коммутирующего
ключа. Если ключ в положении 1 работает
верхняя половина источника. При этом
ток протекает справа налево. Если ключ
в положении 2 работает нижняя половина
источника. При этом ток протекает слева
направо.
длительность
положения ключа в положении 1.
длительность
положения ключа в положении 2.
Если
то
среднее напряжение на нагрузке UН
= 0.
Если
то
среднее напряжение на нагрузке
-
несущий период модуляции;
-
глубина модуляции.
Если при этом на
протяжении периода коммутации изменять
соотношение
и
не
меняя при этом τ, и делать это в соответствии
с законом синуса, то выходное напряжение
будет равно:
где
.
То есть можно реализовать пропорциональный закон изменения напряжения на нагрузке. Однако не следует отождествлять несущую частоту модуляции с выходной частотой инвертора (10-20Мгц – 0-100 Гц). В рассмотренной системе воздействие на выходную частоту осуществляется изменением несущей частоты модуляции, изменение амплитуды – изменении глубины модуляции.
Современные АИ строятся на базе тиристоров (IGST и IGBT) у которых запирание и отпирание силового ключа производится с помощью управляющих импульсов. При этом существенно возрастает сложность системы управления, и в настоящее время в ПЧ с ШИМ применяют векторную систему управления.