1.2.Классификация преобразователей частоты
Классификация преобразователей частоты
1. Выпрямительно-инверторные преобразователи
2. Двухзвенные преобразователи частоты
3. Преобразователи частоты с широтно-импульсной модуляцией
4. Непосредственные преобразователи частоты
5. Преобразователи переменного напряжения
Амплитудная импульсная модуляция - это метод управления, при котором изменение амплитуды импульса напряжения (высоты импульса) на входе выпрямителя синхронно приводит к изменению частоты на выходе из инвертора.
Объяснение этого принципа представлено на рис. 8.
Рис. Амплитудная импульсная модуляция
Выходная форма напряжения - прямоугольная, содержащая большое количество гармоник низких степеней, включая 5-ю и 7-ю гармоники, что приводит к пульсации момента двигателя [2].
Широтно-импульсная модуляция - это метод управления, при котором амплитуда напряжения (высота импульса) остается постоянной на выходе выпрямителя, а на выходе инвертора ширина импульсов напряжения и их количество на полупериод регулируется.
Выпрямительно-инверторные преобразователи
Общая функциональная схема СУ и силовых цепей реверсивного двухкомплектного выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП) представлена на рис.1. На схеме показаны все устройства, которые используются как при совместном, так и при раздельном управлении. Реально часть устройств обязательно отсутствует. Количество сигналов, которые передаются по линии связи, на схеме указывается числом косых черточек на линии или символом, стоящим у черточки. Число фаз напряжения питания, которые подводятся к вентилям, обозначено буквой т.
Рис. 1.2.1 Реверсивный выпрямительно-инверторный преобразователь
Силовые цепи преобразователя
подключены к сети через контактор К2
или автоматический выключатель и силовой
трансформатор ТС. В зависимости от
мощности ВИП используется напряжение
сети от 220 В до 35 кВ. Вместо трансформатора
могут стоять токоограничивающие
реакторы, которые ограничивают токи
короткого замыкания и уменьшают помехи
в сети от преобразователя. Первый
вентильный комплект BKI
обеспечивает положительное направление
тока в цепи якоря двигателя. Второй
вентильный комплект ВКП выдает ток
противоположного направления. В цепи
якоря может быть установлен сглаживающий
реактор LM.
При совместном управлении уравнительные
реакторы L1.L2
ограничивают уравнительный ток.
Количество уравнительных реакторов
может быть различным [9]. В случае
раздельного управления эти реакторы
отсутствуют, но появляются логическое
переключающее устройство ЛПУ и один
или два датчика состояния вентилей
ДСВ, которые выдают логический сигнал
наличия или отсутствия тока во всех
силовых вентилях обоих комплектов.
Логическое переключающее устройство
обеспечивает безопасность переключения
вентильных комплектов путем подачи или
снятия запретов
и Ьп
на генерирование управляющих импульсов
каждого вентильного комплекта в
отдельности.
Система управления, как правило, питается от сети 380 В через автомат или контактор К1 и отдельный трансформатор системы управления ТСУ. Этот трансформатор обеспечивает потенциальную развязку цепей управления от силовых цепей, подает напряжения на выпрямители блока питания и на фильтр синхронизирующих напряжений с требуемым числом фаз, равным р, р/2 или др. Блок питания БП подает необходимые напряжения на все информационные устройства. Согласующее входное устройство СВУ обеспечивает требуемое соотношение углов управления первого и второго вентильных комплектов. Сердцевиной СУ преобразователями с естественной коммутацией вентилей (ВИП, НПЧ, преобразователей переменного напряжения) является система импульсно-фазового управления (СИФУ). генерирующая р - фазную систему управляющих импульсов, которые подаются на переходы управляющий электрод - катод тиристоров, с фазой (углом управления), которая задается напряжением управления иу.
В состав СИФУ - входят: фильтр синхронизирующих напряжений ФСН, подавляющий высшие гармоники в напряжениях, которые синхронизируют СИФУ с напряжением сети; фазосдвигающее устройство ФСУ, реализующее заданную фазовую характеристику (зависимость угла управления от напряжения управления); формирователь длительности 9G управляющего импульса ФД, который выполняет названную функцию; усилитель мощности УМ, усиливающий мощность импульса до необходимой для открывания тиристора, здесь же выполняется гальваническая развязка между цепями системы управления и силовыми цепями. Обычно к СИФУ относят и СВУ. В данном пособии УМ рассмотрены в отдельной главе в связи с использованием их во всех типах преобразователей и большим разнообразием.
На функциональной схеме показан полный комплект устройств. В некоторых преобразователях часть устройств может отсутствовать, функции других смогут быть объединены. Так, нереверсивные преобразователи не имеют второго комплекта вентилей, СВУ, ЛПУ, ДСВ и уравнительных реакторов; иногда для обоих комплектов используется ;одна СИФУ, которая подключается ЛПУ к одному из комплектов ; функцию СВУ может выполнять ФСУ; ФД и УМ часто объединялись в одном блокинг-генераторе и т.д. Со временем появляются и новые функции, соответствующие устройства и принципы их работы.