![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Введение в электромеханику
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •В.1. Краткая история развития электромеханики
- •В.2. Понятие “электромеханика”. Структура электромеханических систем
- •В.3. Задачи и структура учебного плана подготовки бакалавров по направлению 140600 – Электротехника, электромеханика и электротехнологии
- •Контрольные вопросы
- •Глава 1. Основные понятия и законы электротехники
- •1.1. Электрические цепи постоянного и переменного тока
- •1.2. Магнитные цепи
- •1.3. Электромагнитная аналогия
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Устройство, принцип действия и характеристики электрических двигателей
- •2.1. Классификация электродвигателей
- •2.2. Двигатель постоянного тока
- •2.3. Асинхронный двигатель переменного тока
- •2.4. Синхронный двигатель
- •2.5. Обратимость электрических машин углового движения
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Силовые преобразователи электрической энергии
- •3.1. Преобразователи переменного тока в постоянный
- •3.2. Преобразователи переменного тока
- •3.2.1. Преобразователи частоты с непосредственной связью
- •3.2.2. Преобразователи частоты со звеном постоянного тока
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Преобразователи движения
- •4.1. Назначение и классификация преобразователей движения
- •4.2. Зубчатые передачи
- •4.3. Червячная передача
- •4.4. Передачи с гибкой связью
- •4.4.1 Ременные передачи
- •4.4.2 Цепная передача
- •4.4.3. Тросовая передача
- •4.5. Передача винт-гайка
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Введение в теорию электропривода
- •5.1. Механика электропривода
- •5.1.1. Кинематическая и расчетная схема механической части электропривода
- •5.1.2. Уравнение движения электропривода
- •5.1.3. Типовые статические нагрузки электропривода
- •5.2. Регулирование координат электропривода
- •5.2.1. Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •5.2.2. Регулирование скорости асинхронных двигателей
- •5.2.3. Регулирование тока и момента при пуске электродвигателей
- •5.3. Энергетика электропривода
- •5.3.1. Баланс мощностей и энергетические характеристики электропривода
- •5.3.2. Типовые режимы работы электропривода
- •5.3.3. Выбор мощности электродвигателей
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Управление электромеханическими модулями и системами
- •6.1. Иерархия систем управления
- •6.2. Системы управления исполнительного уровня
- •6.3. Интеллектуальные системы управления на основе нейронных сетей
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Введение в электромеханику
- •455000, Г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38
3.2. Преобразователи переменного тока
Большая часть электроприводов переменного тока промышленных электромеханических модулей питается от трехфазной сети. Поэтому силовой электронный преобразователь, задачей которого является формирование напряжения и тока в обмотках статора с частотой отличной от частоты источника питания, называется преобразователем частоты.
Рис. 3.6. Основные типы силовых преобразователей частоты
Преобразователи частоты по числу ступеней преобразования энергии делятся на преобразователи с непосредственной связью (НПЧ) и с промежуточным звеном постоянного тока (рис. 3.6).
В настоящее время оба типа преобразователей находят применение. Однако, с появлением силовых транзисторов с изолированным затвором (IGBT – insulated gate bipolar transistor), преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока в электромеханических модулях заняли доминирующие позиции.
3.2.1. Преобразователи частоты с непосредственной связью
В преобразователях частоты с непосредственной связью выходное напряжение формируется из участков синусоид напряжения сети питания, при этом двигатель в каждый момент времени оказывается подсоединенным непосредственно к сети. Чаще всего такие преобразователи выполняются с естественной коммутаций тиристоров и поэтому имеют частоту выходного напряжения ниже частоты питающей сети.
Принципиальная
схема и временная диаграмма напряжений
одной фазы НПЧ приведена на рис. 3.7. Схема
силовой части каждой фазы преобразователя
состоит из двух полумостов (групп
тиристоров), включенных по
встречно-параллельной схеме. В процессе
работы управляющие импульсы поступают
поочередно на тиристоры катодной
и анодной
групп. Когда управляющие импульсы
подаются последовательно на тиристоры
на нагрузке формируется положительная
полуволна напряжения относительно
нулевого вывода трансформатора. При
работе тиристоров
и
на нагрузке формируется отрицательная
полуволна напряжения. В результате
последовательной цикличной работы
катодной и анодной групп тиристоров на
нагрузке создается переменное напряжение
с частотой основной гармоники
более низкой, чем частота питающей сети
.
В общем случае при питании таких преобразователей от промышленной трехфазной сети переменного тока частота выходного напряжения может быть рассчитана по зависимости
,
(3.8)
где
- число участков синусоид в полуволне.
Из чего следует, что частота выходного
напряжения
при питании преобразователя от сети с
частотой
,
может принимать только ступенчатые
значения30;
21,5;
16,7
Гц
и т.д.
Изменением
угла управления
можно регулировать величину амплитуды
выходного напряжения.
Непосредственный преобразователь частоты может быть выполнен также и на основе мостовых выпрямителей. Существуют и другие, более сложные варианты реализации силовой части преобразователей частоты. Однако для всех них основным недостатком остается низкое качество выходного напряжения и возможность его получения только более низкой частоты, чем напряжение питающей сети.
Рис. 3.7. Принципиальная схема (а) и временные диаграммы
напряжений (б-г) одной фазы преобразователя частоты
с непосредственной связью