7.3. Перетворювачі частоти з проміжною ланкою змінного струму (циклоінвертори)

Основними ланками циклоінвертора є випрямляч, інвертор з фік-сованою проміжною частотою і безпосередній перетворювач частоти, який формує вихідну напругу потрібної частоти (рис. 46). Регулювання вихідної частоти можна здійснювати дискретно і плавно, але тільки в сторону зменшення відносно проміжної часто-ти .

Рис. 46. Структурна схема перетворювача частоти з проміжною ланкою змінного струму: – випрямляч; – інвертор проміжної частоти; – безпосередній перетворювач частоти.

Недоліками таких перетворювачів частоти є, по-перше, потрійне перетворення енергії, що суттєво знижує коефіцієнт корисної дії, по-друге, складність силової частини схеми та системи керування.

Тема 8. Тиристорне регулювання напруги змінного струму

З технологічних міркувань часто виникає необхідність змінюва-ти споживану електроприймачем потужність, наприклад, в електро-нагрівальних пристроях. Оскільки , де R – опір нагрі-вального елемента, U – напруга живлення, то раціональним є регу-лювання потужності зміною величини напруги. Величина напруги в електромережі стандартна, (220В, 380В). Напругу на споживачі можна змінювати тільки за допомогою додаткових пристроїв. Найбільше технологічними, надійними і економічними є тиристорні регулятори напруги.

Основними складовими такого регулятора є симетричний (дво-сторонньої провідності) тиристор і схема керування. Симетричний тиристор, якого також називають симістором, (рис.47,а) формально є аналогом двох тиристорів з односторонньою провідністю, з’єдна-них зустрічно-паралельно, які можуть відкриватися струмом керу-вання І_к однакової полярності.

Якщо струм керування І_к = 0, то симістор закритий при напрузі любої полярності за умови, що вона менша напруги відкривання U_вк(0) (точки А і на рис.47,б. При І_к > 0 симістор відкривається при U < U_вк(0) (точки В і на рис.47,б). Оскільки тиристор працює в ключовому режимі, то відкривання здійснюється струмом у вигляді імпульсу.

Рис.47. Умовне графічне позначення (а) і вольтамперна характеристика (б) симістора.

Тривалість дії імпульсу керування t_кер повинна бути більша часу відкривання тиристора, який складається з часу запізнення при відкриванні t_зп і часу наростання анодного струму t_нар, тобто t_кер > t _зп +t_нар. Якщо тривалість імпульсу керування t_кер 100 мкс, то це рівнозначно керуванню постійним струмом.

Рис.48. Часові діаграми: u – напруга мережі; і_к – струм керування; – кут керування; u_н – напруга на активному опорі R_н.

Принцип регулювання напруги на споживачі пояснюють часові діаграми, які наведені на рис.48.

З часових діаграм видно, що зміною часу подачі імпульсу на ке-руючий електрод симістора відносно початку фази напруги мережі, тобто зміною кута керування , можна змінювати діюче значення прикладеної до навантаження напруги U_н.

Діюче значення напруги визначають за формулою

, /7.3/

де U_m – амплітудне значення напруги мережі живлення. З формули (1) знаходимо, що при U_н = 0, при = 0 .

Імпульси керування формуються схемою керування. Оскільки симістор відкривається імпульсами додатної або від’ємної полярно-сті, то сигнали керування можна виробляти різними спусковими схемами. При фазовому керуванні початок відліку кута синхро-нізується з початком фази напруги мережі.

Література

1. Малинівський М.С. Загальна електротехніка. Львів, 2003.

2. Стахів П.Г., Коруд В.І., Гамоса О.Є., Чернівчан В.Я., Мушхіна Н.П. Основи електроніки з елементами мікроелектроніки. Львів, 2006.

3. Стахів П.Г., Коруд В.І., Гамоса О.Є. Основи електропривода, функціональні елементи та їх застосування. Львів, 2004.

4. Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Електроніка і мікросхемотехніка. Київ, 2009.

5. Будов О.Ф., Зарудний О.А., Чумаков В.І. Джерела електроживлення РЕЗ. Харків, 2004.

6. Марті Браун. Источники питания. Расчет и конструирование. Киев, “МК-Пресс”, 2007.

51