3.7Електропривод по системі перетворювач частоти з безпосереднім зв'язком - асинхронний двигун
Перетворювач частоти з безпосереднім зв’язком включається в коло статора асинхронного двигуна і служить для перетворення напруги стандартної частоти врегулюванні в певних межах напруги по величині і частоті.
Перетворювачі частоти з безпосереднім зв’язком складаються з трьох реверсивних тиристорів перетворювачів постійного струму, що працюють узгоджено.
Рис. 3.31.Блок схема перетворювача частоти з безпосереднім зв’язком
Кожна фаза асинхронного двигуна живиться від свого реверсивного перетворювача. Напруга, що прикладається до обмотки статора, буде рівна:
(
3.0)
Якщо кут регулювання встановлювати відповідно до поточного значення частоти, наприклад:
(
3.0)
і підтримувати
незмінним протягом одного напівперіоду
вхідної частоти перетворювача, а протягом
другої півхвилі перемикати групи
вентилів перетворювача з кутом
то отримаємо змінну напругу прямокутної
форми заданої частоти. Якщо посунути
моменти включення перетворювачів, що
живлять фази В і С двигуна відповідно
на
і
,
отримаємо трифазну систему напруги
прямокутної форми заданої частотирис.10.15).
Рис. 3.32 Епюри фазної напруги перетворювача частоти з безпосереднім зв'язком
Якщо величину протягом кожного напівперіоду заданої частоти регулювати за законом:
(
3.0)
де
,
то середнє значення
фазної напруги матимуть синусоїдальну
форму
Для виконання цих умов частота напруги живлячої мережі має бути у декілька разів вище за частоту вихідної напруги.
Перетворювачі частоти з безпосереднім зв'язком за схемою (рис 10.14) дають можливість при частоті живлення 50Гц отримувати вихідну частоту в межах 0-20Гц. Тому асинхронні електроприводи цього типу найчастіше застосовуються для тихохідних безредукторних електроприводів середньої і великої потужності.
Основною перевагою перетворювачів частоти з безпосереднім зв’язком є природна комутація вентилів під дією напруги живлячої мережі, як це відбувається в керованих тиристорних перетворювачах (випрямлячах), що використовуються в приводі постійного струму. Завдяки можливості переведення перетворювача з випрямного в інверторний режим, в цих схемах можливе гальмування асинхронного двигуна з віддачею енергії гальмування в мережу (рекуперативне гальмування). Механічні характеристики асинхронного електроприводу з перетворювачем частоти з непереривним зв’язком показана (рис. 10.16)
Рис. 3.33. Механічні характеристики асинхронного електроприводу
Рис. 3.34 Блок-схема ПЧ з проміжною високочастотною ланкою
Для підвищення діапазону регулювання частоти застосовують схеми з проміжною ланкою підвищеної частоти (рис.10.17). У такій системі першою ланкою перетворення енергії є вентильний агрегат, що перетворює напругу стандартної частоти в напругу нерегулюємої підвищеної частоти (400-2000Гц), а потім це напруга за допомогою перетворювача частоти з безпосередньою зв’язком перетворюється в напругу, яка є регульованою за частотою і амплітудою. Такі системи ефективні для багатодвигунних електроприводів.