2. Широтно-импульсные преобразователи постоянного напряжения

Широтно-импульсные преобразователи (ШИП) позволяют регулировать постоянное напряжение с высоким КПД. В промышленных установках источником постоянного напряжения является выпрямитель, и поэтому ШИП в конечном итоге вместе с выпрямителем преобразовывает переменное напряжение сети в регулируемое постоянное. Функциональная схема силовых цепей и СУ таким ШИП представлена на рис.2. От сети через многообмоточный трансформатор Т питается силовой неуправляемый выпрямитель В. После выпрямителя обычно стоит LC-фильтр Ф для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. К выпрямителю может быть подключено несколько ШИП. Сам ШИП, как правило, выполняется на четырех транзисторах VT1...VT4 и четырех диодах VD1...VD4. Последовательно с якорем двигателя может стоять сглаживающий реактор (на схеме не показан). Выходное напряжение ШИП приложено к цепи якоря двигателя.

Информационные цепи питаются от блока питания БП. Напряжение управления суммируется с пилообразным напряжениемгенератора ГПН и сумма подается на прямой вход операционного усилителя выполненяющего роль нуль-органа. НО. Выходное напряжение нуль-органа(рис.2,б) после усиления управляет транзисторами. Выходное напряжение ШИП повторяет напряжение нуль-органа, но с другой амплитудой и большей мощностью. На усилители мощности сигналов управления транзисторами УМ1 и УМ2 подается прямое напряжение НО, а на УМ3 и УМ4 - инверсное с инвертора И ( на ОУ с коэффициентом усиления К=-1). Выходные напряжения усилителей мощности подаются на переходы база - эмиттер силовых транзисторов. Регулировочная характеристика ШИП приведена на рис.2,в. Усилители мощности, как правило, имеют потенциальную развязку. Выполняются они по схемам, существенно отличающимся от схем УМ, которые используются для тиристоров.

В связи с тем, что транзисторы открываются за доли микросекунды, а их закрывание обычно имеет задержку длительностью несколько микроскунд, при переключениях в течение некоторого интервала времени оказываются одновременно открытыми два последовательно соединенных транзистора одной стойки (например, VT1 и VT4 на рис.2,а) и по их коллекторным цепям протекают большие токи, перегревающие транзисторы. Для исключения этого во входных цепях УМ должны стоять элемены задержки З1 и З2 переднего фронта управляющего импулса на 1...20 мкс. Задержка зависит от свойств силовых транзисторов и УМ.

3. Двухзвенные преобразователи частоты

Функциональная схема двухзвенного преобразователя частоты с амплитудным регулированием первой гармоники выходного напряжения или выходного тока приведена на рис.3,а. Силовая часть содержит выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП, который питается от сети через трансформатор ТС или токоограничивающие реакторы; фильтр Ф и автономный инвертор АИ. Если используется автономный

инвертор напряжения, то необходим LC-фильтр и для обеспечения рекуперации энергии в сеть применяется реверсивный ВИП. С инвертором тока используются нереверсивный ВИП и фильтр, содержащий только реактор.

Система управления ВИП (СУ ВИП) используется точно такая же, как и для ВИП приводов постоянного тока, изменяется только ее назначение. Теперь она должна обеспечивать получение на выходе инвертора амплитуд напряжений или токов, которые задаются на входе СУ ВИП. Система управления инвертором (СУИ) обеспечивает получение требуемой частоты первой гармоники выходного напряжения или тока. Напряжение управления, пропорциональное заданной частоте , подается на вход задающего генератора ЗГ, выдающего для трехфазного АИ шестикратную частоту 6на распределитель импульсов РИ. В зависимости от заданного направления вращения магнитного поля двигателя импульсы подаются на силовые вентили АИ в порядке 1,2,3,4,5,6,1,2 и т.д. для одного направления или в порядке 6,5,4,3,2,1,6,5 и т.д. для другого направления, если оно предусмотрено. От РИ сигналы подаются на силовые управляемые вентили АИ через устройства задержки переднего фронта (на схеме не показаны) и усилители мощности.