Электронное учебно-методическое пособие по учебной дисциплине Силовая преобразовательная техника для специальности 2-53 01 05 Автоматизированные электроприводы

Занятие 29 -30 Тема 5.2 Двухзвенные преобразователи частот.

Классификацияпреобразователей частоты.

ДВУХЗВЕННЫЕ

Частотный преобразователь – это устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты.

Частотные преобразователи разделяют на два основных типа:

-двухзвенные преобразователи частоты (ДПЧ);

-непосредственные преобразователи частоты (НПЧ).

111

ВДПЧ первое звено представляет собой выпрямитель (упр. или неуправляемый)

сфильтром на выходе, а второе − автономный инвертор. Таким образом, нагрузка связана с сетью через два звена, и происходит двукратное преобразование энергии. Второе звено в ДПЧ может быть выполнено как на основе автономного инвертора напряжения (АИН), так и на основе автономного инвертора тока (АИТ).

ДПЧ позволяют получить на выходе частоты как меньшие, так и большие входных.

112

Занятие 31 Схеме электрическая принципиальнаядвухзвенного ПЧ.

Принцип действия двухзвенного ПЧ заключается в том, что переменное напряжение сети вначале выпрямляется, а затем инвертируется, т.е. преобразуется в переменное напряжение требуемой, регулируемой частоты посредством инвертора. В системах электропривода применяются автономные инверторы. Они способны функционировать как при наличии, так и при отсутствии в цепи нагрузки источников активной энергии.

Достоинства двухзвенных ПЧ со звеном постоянного тока:

-возможность получения на выходе ПЧ широкого диапазона частот, независимого от частоты, в том числе высокоскоростных, среднескоростных и тихоходных, прецизионных приводов с широким и сверх широким диапазоном регулирования скорости;

-возможность использования относительно простых силовых схем и систем управление ПЧ для приводов с невысокими требованиями в области изменения, быстродействия и других показателей;

-возможность наращивания системы и системы управления ПЧ соразмерно повышения требований к приводу без чрезмерной избыточности системы;

-возможность реализации в сравнительно малоэлементной структуре ПЧ разнообразных алгоритмов управления, удовлетворяющих требованиям, предъявляемым

кЭП различного назначения;

-легкость трансформации ПЧ для работы в установках с питанием электрооборудования от автономных источников или локальной сети постоянного тока.

113

Основные недостатки двухзвенных ПЧ со звеном постоянного тока:

-двукратное преобразование энергии, что увеличивает потери энергии, ухудшает массогабаритные показатели преобразователя;

-наличие в звене постоянного тока силового фильтра, содержащего батарею конденсаторов видов емкости (в схемах с АИН) либо реактор сотовой индуктивности (в схемах с АИТ). Также приводит к ухудшению массогабаритных показателей, а наличие электролитических конденсаторов - к повышению надежности.

114

Занятие 32 Тема 5.3 Непосредственный преобразователь частоты.

Помимо требований качества потребляемой электроэнергии преобразователи частоты должны обеспечивать возможность рекуперации энергии в питающую сеть.

Рекуперация-это такой процес,в котором возвращение части

В тиристорных преобразова телях частоты эта задача решается включением в состав преобразователя дополнительного вентильно го комплекта, работающего в режиме зависимого инвертора. Для маломощных ПЧ

используется транзистор с рекуперативным резистором в звене постоянного тока. Однако такие подходы не решают отмеченных выше проблем потребления реактивной мощности и вносимых в сеть искажений.

115

Однако сегодня наибольший интерес вызывает вторая группа преобразователей - непосредственные преобразователи частоты (НПЧ), в структуре которых отсутствует промежуточный фильтр. Как следствие, НПЧ обладает лучшими массогабаритными и динамическими показателями по сравнению с активными двухзвенными ПЧ и также как и они, представляет собой многомерный, многосвязный объект, который требует использования современных методов

Каждая фаза НПЧ состоит из двух встречно-параллельно включенных выпрямителей. Структурная схема однофазно-

Рисунок 1 Структурная схема однофазнооднофазного НПЧ.

116

Рисунок 2 Структурная схема трехфазно-однофазного ННЧ.

117

Занятие 33-35 Раздел 6 Направление развития преобразовательной техники.

6.1 Современные СПП.

Тема 6.2 Развитие элементной базы управляющих устройств. Тема 6.3 Промышленные преобразователи.

Тиристоры являются наиболее мощными электронными ключами, способными коммутировать цепи с напряжением до 5 кВ и токами до 5 кА при частоте не более 1 кГц.

Рис. 2. Конструкция корпусов тиристоров: а) – таблеточная; б) – штыревая

118