37. Пч с непосредственной связью нагрузки с сетью.

Данный класс ПЧ, получивший название “Непосредственные преобразователи частоты” (НПЧ), характерен однократным преобразованием энергии. Потребляемая из сети переменного тока электроэнергия с неизменными напряжением и частотой преобразуется в одном силовом устройстве в энергию переменного тока с регулируемыми по амплитуде и частоте напряжением и током нагрузки, в качестве которой служит 3-х фазный двигатель. В структурном отношении НПЧ весьма прост, его основу составляет реверсивный ТП постоянного напряжения. Если изменять управляющее напряжение ТП по синусоидальному закону с определенной частотой, то на выходе преобразователя получим выпрямленную ЭДС, синусоидально изменяющуюся с той же частотой и приложенную к однофазной нагрузке переменного тока. Изменяя частоту и амплитуду управляющего сигнала, будем изменять соответственно частоту и амплитуду выходной ЭДС. Очевидно, что для 3-х фазной нагрузки потребуется три комплекта реверсивных ТП, работающих с синхронизированным сдвигом фаз в 120 по выходной частоте НПЧ.Рассмотрим принцип работы НПЧ с естественной коммутацией на примере трехфазно- однофазной схемы (рис 82).

Изменением угла  можно регулировать выходное напряжение. Для исключения постоянной составляющей в напряжении на нагрузке время работы катодной и анодной групп должно быть одинаковым. На рис 83 представлена диаграмма выходного напряжения при активной нагрузке.

Из диаграммы видно, что тиристоры катодной группы вступают в работу только после спада до нуля полуволны напряжения, формируемой анодной группой, и наоборот. Это объясняется тем, что тиристор находится во включенном состоянии до тех пор, пока ток, протекающий через него (в рассматриваемом случае ток совпадает по фазе с напряжением), ни спадет до нуля.

38. Импульсные преобразователи постоянного напряжения на тиристорах. Схемы и способы управления шип.

В основе работы импульсных преобразователей лежит следующий принцип. Предположим, что нагрузка подключена к источнику напряжения через ключевой элемент “к”, который периодически замыкается и размыкается.

Схема понижающего импульсного преобразователя постоянного напряжения. Время замкнутого (t_р) и разомкнутого (t₀) состояний ключа можно автоматически изменять, воздействуя на него сигналами, поступающими из системы управления “СУ”. В результате к нагрузке будет приложено импульсное напряжение, форма которого соответствует диаграмме, представленной на рис 64б.гдеU_d - среднее значение напряжения на нагрузке;  = t_р +t₀ -период переключения ключа или время цикла регулирования;  = 1/ - частота переключения ключа. (t_р /) =  - коэф-т заполнения периода рабочим импульсом. Изменяя , можно регулировать выхU на нагрузке. Регулирование напряжения в рассматриваемой схеме за счет изменения коэффициента  можно рассматривать как широтно-импульсное регулирование напряжения на нагрузке.Возможны три способа регулирования напряжения:Широтно-импульсное регулирование (ШИР), когда время t_р - переменное, а частота - постоянная;Частотно- импульсное регулирование (ЧИР), когда время t_р - постоянное, а частота - переменная;Широтно-частотное регулирование, когда время t_р и частота  - переменные.

38.1.Схема ШИП. Способы управления ШИП.Упрощенная принципиальная схема широтно-импульсного преобразователя (ШИП) представлена на рис 68. Она содержит четыре ключа ТК1 - ТК4. В диагональ моста, образованного силовыми ключами, включена нагрузка.Питание ШИП осуществляется от источника постоянного тока.Способы управления ШИП:симметричный способ управления.При этом способе в состоянии одновременного переключения находятся все четыре силовых ключа моста, а напряжение на выходе ШИП представляет собой знакопеременные импульсы, длительность которых регулируется входным сигналом.«+» является простота реализации и отсутствие зоны нечувствительности в регулировочной характеристике. «-» является знакопеременное напряжение на нагрузке и в связи с этим повышенные пульсации тока в якоре двигателя.Несимметричное управление представлено на рис 70а) В этом случае переключаются силовые ключи ТК3 и ТК4, ТК1 постоянно открыт, ТК2 постоянно закрыт. Силовые ключи ТК3 и ТК4 переключаются в противофазе. При включенных ТК1 и ТК4 формируется напряжение, поступающее на якорь двигателя. Одновременное включение ТК1 и ТК3 необходимо при рекуперации энергии в сеть. Это происходит при включенных ТК1 и ТК4, когда E_дв>U_n . Ток проходит по обратным диодам этих ключей. Когда же выключается ТК4 и включается ТК3, ток не прерывается, он течет по пути: -левая щетка двигателя М - обратный диод ключа ТК1- ключ ТК3 - правая щетка двигателя- якорь двигателя. «-» является то, что загрузка ключей рабочим током неодинакова.Этот недостаток устранен при поочередном управлении, временные диаграммы которого изображены на рис 71а).Здесь при любом знаке входного сигнала в состоянии переключения находятся все четыре силовых ключа, частота переключения каждого из них в два раза меньше частоты напряжения на выходе.Чем ниже частота переключения силовых ключей, тем ниже дополнительные потери мощности в них, т.е. пониженная частота переключения силовых элементов является достоинством ШИП.