3. Классификация режимов работы двигателей по условиям нагрева

4. Преобразователи для электроприводов постоянного тока (типы, характеристики, область применения)

Устройство, предназначенное для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный ток называется выпрямителем. Выпрямитель может быть представлен в виде структурной схемы, представленной на рис. 1.

Охарактеризуем основные элементы схемы:

а) силовой трансформатор служит для согласования входного и выходного напряжения выпрямителя и электрического разделения отдельных цепей выпрямителя (т.е. разделяет питающую сеть и сеть нагрузки);

б) блок вентилей обеспечивает одностороннее протекание тока в цепи нагрузки, в результате чего переменное напряжение преобразуется в пульсирующее;

в) сглаживающий фильтр предназначен для уменьшения пульсации напряжения на нагрузке до требуемого значения;

г) стабилизатор напряжения, служащий для стабилизации среднего значения выпрямленного напряжения при колебаниях напряжения питающей сети или при изменении тока нагрузки.

Соотношения между параметрами в выпрямительном устройстве во многом зависят от схемы выпрямления. Под схемой выпрямления понимают схему соединения обмоток трансформатора и порядок присоединения вентилей ко вторичным обмоткам трансформатора.

Схемы выпрямления (выпрямители) классифицируют по следующим основным признакам:

1. По числу фаз источника питания переменного напряжения различают выпрямители однофазного тока и выпрямители трехфазного тока.

2. По способу подключения вентилей ко вторичной обмотке трансформатора – нулевые схемы, с использованием нулевой (средней) точки вторичной обмотки трансформатора и мостовые схемы, в которых нулевая точка изолирована или вторичные обмотки трансформатора соединены в треугольник.

При положительной полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора (полярность указана без скобок) на интервале 0 – υ1 (0 – π), ток проводят диоды Д1 и Д2. Падение напряжения на диодах на интервале проводимости близко к нулю (вентили идеальные), поэтому к нагрузке прикладывается положительная полуволна напряжения вторичной обмотки трансформатора, создавая на ней напряжение ud = u2. На интервале υ1 – υ2 (π - 2π) изменится полярность напряжений u1 и u2 на обратную, что приведет к отпиранию диодов Д3 и Д4. При этом напряжение u2 будет подключено к нагрузке с той же полярностью, что и на предыдущем интервале. Следовательно, выходное напряжение ud при чисто активной нагрузке мостового выпрямителя имеет вид однополярных полу-волн напряжения (ud = u2).

3. По потребляемой нагрузкой мощности выпрямители делятся на маломощные (единицы кВт), средней мощности (десятки кВт) и большой мощности (Рпот > 100 кВт).

4. Независимо от мощности выпрямителя все схемы делятся на однотактные или однополупериодные и двухтактные (двухполупериодные).

Однотактные – это схемы, у которых ток протекает по вторичным обмоткам трансформатора один раз за период (полупериод или его часть). Все нулевые схемы являются однотактными.

5. Преобразователи для электроприводов переменного тока (типы, характеристики, область применения)

АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯЕсли автономный инвертор получает питание от источника напряжения, т.е. от источника с малым внутренним сопротивлением (аккумуляторная батарея, выпрямитель с ёмкостным фильтром), то на его выходе при переключении силовых полупроводниковых «ключей» может быть получено переменное напряжение в форме последовательности разнополярных прямоугольных импульсов. Первая гармоника такой последовательности должна соответствовать требуемому значению выходного напряжения.В этом случае для нагрузки – асинхронного электродвигателя – инвертор также является источником с малым внутренним сопротивлением, т.е. источником напряжения. Такой инвертор называется автономным инвертором напряжения (АИН).Электрические воздействия выходного напряжения инвертора на изоляцию статора зависят от топологии АИН и АИТ и алгоритмов управления. Радикальное решение, наиболее эффективно обеспечивающее электромагнитную совместимость инвертора и электродвигателя практически без разгрузки последнего, – применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при управлении инвертором. ШИМ позволяет сформировать квазисинусоидальный ток в асинхронном двигателе с суммарными нелинейными искажениями(total harmonic distortion) THD < или = 5-6%. Хотя круг рациональных технических решений и схем ВПЧ с автономными инверторами тока и напряжения в целом определился, процесс их совершенствования непрерывно продолжается. С одной стороны, их характеристики в значительной мере определяют

технико-экономические показатели электропривода в целом, с другой – существенное влияние на этот процесс оказывает появление на рынке новых компонентов. Наконец, такой немаловажный фактор, как применение компьютерного управления и специализированных микропроцессорных контроллеров, позволяет формировать новые потребительские характеристики регулируемого электропривода.