Билет №9

1. Полупроводниковые преобразователи частоты в АЭП.

Классификация преобразователей частоты на полупроводниковых элементах.

В ПЧ управлению подлежат две выходные координаты- амплитуда напряжения, или тока нагрузки U_m, I_m и частота изменения напряжения или тока f_n. Соответственно двум выходным координатам ПЧ располагает двумя входными координатами–сигналом управления напряжением, или током U_у.н. (U_у.т.) и сигналом управления частотой U_у.f.

Современные ПЧ можно разделить на два основных класса: двухзвенные ПЧ с автономными инверторами (с промежуточной цепью постоянного тока) и ПЧ с непосредственной связью нагрузки с сетью (непосредственные ПЧ).

Двухзвенные преобразователи частоты с автономными инверторами.

Принцип действия этих ПЧ заключается в том, что переменное напряжение сети вначале выпрямляется, а затем инвертируется, т.е. преобразуется в переменное напряжение (или ток) 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.

Автономный инвертор представляет собой коммутатор, для работы которого необходимы полностью управляемые переключающие элементы (ключи). Наиболее подходящими для автономных инверторов являются полностью управляемые полупроводниковые приборы (силовые транзисторы, запираемые тиристоры). В случае использовании обычных тиристоров, т.е. приборов с неполным управлением, схема инверторов дополняется устройствами принудительной, как правило, емкостной коммутации.

На рис 76 изображена функциональная схема ПЧ с автономным инвертором (АИ). Преобразование напряжения сети с неизменной, стандартной частотой (например, 50 Гц) и стандартным действующим напряжением (например 380 В) в регулируемые по величине выпрямленные напряжение U_d или ток I_d промежуточной цепи осуществляется системой, которую можно назвать управляемым источником (УИ) соответственно, напряжения (УИН), или тока (УИТ).

Рис.76

В системе частотного управления асинхронным двигателем каналы управления АИ и УИ взаимосвязаны. Задание на уровень напряжения и тока УИ формируется с помощью функционального преобразователя ФП в зависимости от частоты.

Система управления инвертором.

Регулирование частоты выходного напряжения или тока (f_n) ПЧ осуществляется системой управления инвертором, функциональная схема которого показана на рис 77. Схема включает в свой состав задающий генератор частоты ЗГ, преобразующий аналоговый сигнал управления U_уf в колебания прямоугольной формы с частотой f_з.г., распределитель импульсов РИ, преобразующий колебания ЗГ в синхронизированную по частоте и фазе трехфазную систему импульсов и распределяющий импульсы по шести каналам управления тиристорами инвертора, формирователь управляющих импульсов ФИ, формирующий импульсы управления тиристорами по мощности, форме и длительности. Для каждого блока, входящего в состав системы управления, следует различать его реальные физические входные и выходные величины (напряжение, уровень импульсов напряжения и тока) и функциональные (напряжение и частота).