33. Регулирование выпрямленного напряжения в системе тп-д.

Регулирование выпрямленного напряжения предполагает использование силового управляемого преобразователя, установленная мощность которого превышает мощность двигателя. При изменении напряжения пропорционально изменяется скорость холостого хода электропривода.

Выпрямленная ЭДС преобразователя является функцией угла регулирования , который отсчитывается от точки естественного включения вентилей, и в режиме непрерывного тока может быть определена по уравнению. При различных углах регулирования мы можем получить различное значение выпрямленного напряжен6ия.

Механические характеристики системы ТП-Д при различных углах регулирования представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Механические характеристики системы ТП-Д при различных углах регулирования

В дополнении можно сказать, что способ экономичен в эксплуатации, поскольку не требуется дополнительных резисторов рассеивающих энергию. Кроме того удается снизить потери энергии в переходных процессах.

34. Энергетические характеристики системы тп-д

Энергетические характеристики тиристорных преобразователей оцениваются коэффициентом мощности χ и коэффициентом полезного действия η.

Коэффициент мощности χ в самом общем случае может быть определен по формуле,

где: ;

– фазные первичные действующие значения основных гармоник напряжения и тока;

–действующие значения фазных напряжения и тока высших гармоник;

– угол сдвига между векторами фазных напряжений и токов основных и высших гармоник.

Активная мощность, потребляемая из сети:,

где .

Коэффициент мощности без учета процесса коммутации определяется по формуле:.

Для регулируемого мостового выпрямителя с учетом процесса коммутации () коэффициент мощности определяется по формуле:

,

где: – коэффициент искажения кривой первичного тока с учетом коммутации.

Активная и реактивная мощности по первой гармонике тока:

;

,

где: ;

.

Мощность искажения (дисторции):.

35. Системы тпч-ад

Силовая часть частотно-регулируемого электропривода переменного тока состоит из двух основных элементов: асинхронного двигателя и преобразователя частоты, включенного между двигателем и сетью. Преобразователь частоты не только обеспечивает эффективное регулирование частоты вращения двигателя изменением частоты напряжения на его входе, но и необходимые значения тока и напряжения.

Преобразователи частоты (ПЧ), применяемые в регулируемых электроприводах с асинхронными и синхронными двигателями делятся на три вида:

1. с промежуточным звеном постоянного тока (ПЧ, построенные на основе автономных инверторов АИ);

2. с непосредственной связью.

3. с промежуточным звеном переменного тока повышенной частоты.

В свою очередь, в зависимости от схемы ПЧ, в особенности от конструкции промежуточного звена постоянного тока, от режима работы источника питания инвертора и особенностей протекания в нем электромагнитных процессов различают следующие типы автономных инверторов:

1. автономные инверторы напряжения (АИН);

2. автономные инверторы тока (АИТ).

В ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока (см. рисунок 1а) производится двукратное преобразование напряжения (энергии) питающей сети. Сначала оно выпрямляется выпрямителем В, а затем с помощью автономного инвертора преобразуется в переменное напряжение или ток регулируемой частоты. Между выпрямителем и автономным инвертором обычно включается фильтр, сглаживающий пульсации либо выпрямленного напряжения, либо выпрямленного тока. Выходная частота ПЧ может регулироваться в широких пределах, как вверх, так и вниз от частоты питающей сети. Это свойство, а также простота схем и сравнительно небольшое число силовых элементов сделали подобные преобразователи основной структурой при построении широко регулируемых электроприводов переменного тока.

Рисунок 1 - Структурные схемы силовой части преобразователей частоты.

Основной недостаток таких преобразователей – двукратное преобразование энергии, что снижает их КПД и увеличивает массу и габариты.

Преобразователи частоты с непосредственной связью строятся на основе реверсивных управляемых выпрямителей (однофазных, многофазных, нулевых и мостовых). В этих ПЧ выпрямление переменного напряжения источника энергии и преобразование этого выпрямленного напряжения в переменное, регулируемой частоты, совмещено в одном устройстве. Это обуславливает однократное преобразование энергии, повышенный КПД, малые габариты и массу. Основные недостатки таких преобразователей: низкий коэффициент мощности, больший процент высших гармоник в выходном напряжении, сложность системы управления и ограниченность максимального значения выходной частоты.

В ПЧ с промежуточным звеном переменного тока (рисунок 1б) напряжение сети с частотойпреобразуется в однофазное напряжение повышенной частоты, которое поступает затем на вход ПЧ с непосредственной связью. Выходное напряжение ПЧ регулируемой частотыподаётся далее на обмотки статора асинхронного двигателя. Для получениязначениедолжно быть более 450 Гц.

Одним из основных узлов ПЧ является автономный инвертор АИ, свойства которого определяют характеристику всего ПЧ в целом. В связи с этим рассматриваются основные типы инверторов, применяемых в полупроводниковых ПЧ для электропривода.

Механические характеристики при изменении частоты, напряжения, частоты и напряжения одновременно по закону U/f=constизображены на рисунках 2, 3, 4 соответственно.

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4