- •Вопрос №1 Основные законы и методы анализа линейных электрических цепей.
- •Основные законы цепей постоянного тока
- •Первый закон Кирхгофа
- •Второй закон Кирхгофа
- •Вопрос №2-3 Устройство трехфазных электрических сетей.
- •Вопрос №4 Электрические параметры трехфазной электрической сети
- •Вопрос №5 Принципы передачи электрической энергии от источника до потребителя.
- •Вопрос №6 Принцип работы трансформатора.
- •Вопрос №7 Трехфазный трансформатор
- •Вопрос №8. Показатели качества электрической энергии.
- •Билет №9. Электрические машины.
- •Асинхронный двигатель
- •2.2 Принцип действия тад
- •Билет №11 Машина постоянного тока.
- •Билет №12. Синхронный двигатель.
- •14.Трёхфазные синхронные двигатели.
- •3.1 Назначение:
- •Билет №13. Способы управления скоростью вращения электрических машин.
- •Билет №14. Автоматизированный электропривод.
- •1.2. Функции электропривода и задачи курса
- •Билет №15. Выпрямители.
- •Билет №16 Преобразователи частоты.
- •Билет №17. Электротехнологические установки в промышленности.
- •Билет №18. Основные элементы системы электроснабжения предприятия.
- •Билет №19. Компенсация реактивной мощности.
Билет №16 Преобразователи частоты.
Частотный преобразователь — это устройство состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды.
Частотный преобразователь — электронное устройство для изменения частоты электрического тока (напряжения)
Частотный преобразователь служит для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в наиболее совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление. Частотный преобразователь — это устройство, состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы (IGBT) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для улучшения формы выходного напряжения между преобразователем и двигателем иногда ставят дроссель, а для уменьшения электромагнитных помех — EMC-фильтр.
Преобразователь частоты состоит из электрического приводаи управляющей части.Электрический приводчастотного преобразователя состоит из схем, в состав которых входиттиристорилитранзистор, которые работают в режиме электронных ключей. В основе управляющей части находитсямикропроцессор, который обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (контроль, диагностика, защита).
В зависимости от структуры и принципа работы электрического привода выделяют два класса преобразователей частоты:
С непосредственной связью.
С явно выраженным промежуточным звеном постоянного тока.
Каждый из существующих классов преобразователей имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют область рационального применения каждого из них.
В преобразователях с непосредственной связью электрический привод представляет собой управляемый выпрямитель. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. Таким образом, выходное напряжение преобразователя формируется из «вырезанных» участков синусоид входного напряжения. Частота выходного напряжения не может быть равна или выше частоты питающей сети. Она находится в диапазоне от 0 до 30 Гц. Как следствие - малый диапазон управления частотой вращения двигателя (не более 1 : 10). Это ограничение не позволяет применять такие преобразователи в современных частотно регулируемых приводах с широким диапазоном регулирования технологических параметров.
Использование незапираемых тиристоров требует относительно сложных систем управления, которые увеличивают стоимость преобразователя. «Резаная» синусоида на выходе преобразователя с непосредственной связью является источником высших гармоник, которые вызывают дополнительные потери в электрическом двигателе, перегрев электрической машины, снижение момента, очень сильные помехи в питающей сети. Применение компенсирующих устройств приводит к повышению стоимости, массы, габаритов, понижению КПД системы в целом.
Наиболее широкое применение в современных частотно регулируемых приводах находят преобразователи с явно выраженным звеном постоянного тока. В преобразователях этого класса используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в выпрямителе, фильтруется фильтром, сглаживается, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение изменяемой частоты и амплитуды. Двойное преобразование энергии приводит к снижению КПД и к некоторому ухудшению массо-габаритных показателей по отношению к преобразователям с непосредственной связью.
Для формирования синусоидального переменного напряжения используют автономный инвертор, который формируетэлектрическое напряжениезаданной формы на обмотках электродвигателя (как правило, методомширотно-импульсной модуляции). В качестве электронных ключей в инверторах применяются запираемые тиристорыGTOи их усовершенствованные модификации GCT, IGCT, SGCT, и биполярные транзисторы с изолированным затворомIGBT.
Главным достоинством тиристорных преобразователей частоты, как и в схеме с непосредственной связью, является способность работать с большими токами и напряжениями, выдерживая при этом продолжительную нагрузку и импульсные воздействия. Они имеют более высокий КПД (до 98 %) по отношению к преобразователям на IGBT транзисторах.
Преобразователи частоты являются нелинейной нагрузкой, создающей токи высших гармоник в питающей сети, что приводит к ухудшению качества электроэнергии.