35.Преобразователи частоты с автономным инвертором напряжения и широтно-импульсным регулированием напряжения.
Лучшие формы напряжения и тока и более высокий коэффициент – мощности имеют ПЧ с АИН и широтно-импульсным регулированием напряжения. В таком ПЧ вместо УП используются неуправляемый выпрямитель а переменная выходного э.д.с. формируется с помощью ШИМ по синусоидальному закону. За счет того, что период Тк значительно меньше рабочего периода ПЧ Т, усредненная выходная э.д.с. eп и ток iп фазы ПЧ близки к синусоидальной форме.
Для симметрии способа коммутации (разнополярные выходные импульсы) э.д.с. определяется следующим образом:
Систему управления каждой фазы настраивают на синусоидальный закон регулирования скважности, т.е.
,
Тогда для трехфазной ПЧ:
,
,
.
35.
Изменяя с помощью системы управления глубину модуляции μ и угловую частоту ω, можно выполнять необходимое регулирование амплитуды и частоты выходной ЭДС ПЧ. При необходимости рекуперации энергии в сеть переменного тока встречно параллельного неуправляемому выпрямителю подключается УП с одной вентильной группой, работающий в режиме инвертора ведомого сетью с постоянным - углом инвертирования β т.е. ПЧ с ШИМ в отношении источника питания АИН проще чем ПЧ с реверсивным УП. Недостатками ПЧ и ШИМ является более сложная система управления и меньший КПД АИН за счет дополнительных потерь, вносимых высокочастотной коммутации вентилей.
Достоинство ПЧ с АИ – возможно регулирование частоты как верх, так и вниз от частоты ограничивается max допустимой частотой коммутации вентилей. Нижний предел частоты ограничивается дискретностью вращения векторов напряжения и тока инвертора, приводящей к неравномерности вращения двигателя тем большей, чем меньше частота инвертора, вплоть до дискретного движения ротора. т.е. шагового режима.
ПЧ с широтно-импульсным АИН в состоянии обеспечить больший диапазон снижения скорости, т.к. выходное напряжение у них близко к синусоидальной форме.
Общим недостатком ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока является двукратное преобразование энергии, что снижает КПД ПЧ, достаточно сложная система управления.
Свободным от этого недостатка является непосредственные ПЧ (НПЧ).
36.Непосредственные преобразователи частоты /нпч/. Функциональная схема нпч. Трехфазная нулевая и мостовая схема нпч.
НПЧ – характеризуется однократным преобразованием энергии. Потребляемый из сети переменного тока электроэнергия с неизменным напряжением и частотой преобразуется в одном силовом устройстве в энергию переменного тока с регулируемыми по амплитуде и частоте напряжением и током нагрузки, в качестве катодной следует трехфазный двигатель. Основу НПЧ составляет реверсивный УП постоянного тока. Если изменять синусно с определенной частотой управляющее напряжение УП, то на его выходе получили выпрямленную э.д.с, синусно изменяющуюся с той же частотой. Изменяя f и Um управляющего сигнала, будет изменяться частота и амплитуда э.д.с. на выходе НПЧ.
Трехфазная нулевая схема НПЧ
Функциональная схема НПЧ
ЗУ – задающее устройство формируется Uу1 … Uу3 в зависимости от U3Um и U3f.
Каждая вентильная группа (I вг, II вг, III вг), предназначенная для одной фазы нагрузки состоит из двух подгрупп (ВГ1 и ВГ2) и собрана по трехфазной реверсивной нулевой схеме. Для ограничения уравнительных токов при совместном управлении включаются уравнительные реакторы. УР1 и УР2 при желании уменьшить пульсации от высших гармоник применяют мостовые схемы вентильных групп, при этом фазы нагрузки должны быть гальванически
36.
развязаны, если ВГ питаются от одного источника (трансформатора). Если фазы нагрузки не могут быть гальванически развязаны, то каждая ВГ получает питание от индивидуальных вторичных обмоток трансформатора. (Иначе появляются короткозамкнутые цепи для питающей сети через соединенные между собой ВГ). Мостовая схема НПЧ соццьткий Зв тиристорой штук по этому является сложной и дорогостоящей, применять для электропривод большой мощности (сотни кВт).