Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Преобразователи частоты .
(ПЧ)
Преобразователи частоты предназначены для преобразования переменного тока одних параметров (напряжение, частота, число фаз) в переменный ток других параметров, и используется в основном для питания двигателей переменного тока с регулируемой частотой вращения вала. По назначению преобразователи частоты могут быть трёхфазно-однофазные, трёхфазно-трёхфазные, однофазно-однофазные и однофазно-трёхфазные. По структуре ПЧ могут выполнятся:
- непосредственные ПЧ;
- ПЧ со звеном постоянного тока;
Непосредственные преобразователи частоты.
Схема однофазно-однофазного ПЧ с естественной коммутацией приведена на рис. 5.1.В схеме ПЧ имеются прямой (VS1-VS4) и обратный (VS5-VS8) встречно включенные тиристорные мосты.
На интервале нескольких периодов напряжение вторичной обмотки через тиристоры VS1-VS4 прикладываются к нагрузке в прямом направлении. При этом сигналы управления от схемы управления подаются только на тиристоры VS1-VS4. Угол управления α может быть постоянным или изменятся по какому либо закону на рассматриваемом интервале работы VS1-VS4, например по закону синуса. Задание угла α обеспечивает регулирование эффективного значения напряжения и соответствующую модуляцию напряжения и тока нагрузки.
На следующем интервале аналогичного числа периодов напряжения вторичной обмотки трансформатора с помощью второго, встречно включенного тиристорного моста VS5-VS8 прикладывается к нагрузке в обратном направлении. Управление тиристорами VS5-VS8 осуществляется по тому же закону, что и тиристоры VS1-VS4. Таким образом, на интервале определенного числа периодов питающего напряжения U2 формируется один период напряжения на нагрузке. Кроме основной гармонической составляющей в кривой напряжения нагрузки содержится высшие гармонические составляющие, кратные частоте питающего напряжения, частоте основной гармонической составляющей напряжения на нагрузке.
Интервал коммутации каждого моста выбирается кратным числу полупериодов напряжения сети.
Для однофазных двух пульсовых выпрямительных групп при n = 1,2,3… получим:
; т.е. Гц.
Для получения плавного регулирования частоты выходного напряжения необходимо вводить паузу между интервалами работы первого и второго тиристорных мостов, длительность, которой следует плавно изменять.
При активно-индуктивной нагрузке характер формирования кривой напряжения имеет существенную особенность, обусловленную тем, что в конце полупериода выходного напряжения ток нагрузки продолжает протекать в прежнем направлении под действием ЭДС самоиндукции. При этом на тиристоры моста, вступающего в работу, нельзя подавать управляющие сигналы, так как это вызывает кроткое замыкание трансформатора.
В схеме трёхфазно-однофазного ПЧ (рис.5.2) используются два трёхфазных выпрямителя с нулевой схемой включения. Один выпрямитель(VS1,VS3,VS5) предназначен для формирования положительной полуволны тока нагрузки, другой (VS2,VS4,VS6) – отрицательной полуволны.
Для питания трёхфазной нагрузки ПЧ непосредственного типа выполняется из трёх самостоятельных групп, сдвинутых по управлению на 120 электрических градусов по выходной частоте. Каждая группа обеспечивает питание отдельной фазной обмотки.
Преобразователи частоты со звеном постоянного тока.
Структурная схема ПЧ со звеном постоянного тока показана на рис.5.3. Она содержит:
- входной фильтр Фвх для защиты сети переменного тока от помех преобразователя;
- выпрямитель В;
- фильтр выпрямителя Фв, определяющий режим работы выпрямителя как источника напряжения или источника тока;
- автономный инвертор напряжения или тока;
- выходной фильтр Фвых, улучшающий форму выходного напряжения.
Таким образом, в ПЧ данного типа имеет место двойное преобразование энергии источника: вначале она выпрямляется, затем постоянное напряжение преобразуется в переменное с необходимыми параметрами.
Основным преимуществом ПЧ со звеном постоянного тока является возможность получения на выходе напряжения, частота которого регулируется в широких пределах, как ниже, так и выше частоты сети.
Недостатком такого ПЧ является снижение КПД вследствие двойного преобразования энергии, а так же усложнение схемы управления для обеспечения двухстороннего обмена энергией между источником и нагрузкой.
Функции регулирования частоты выходного напряжения выполняет инвертор. Регулирование амплитуды выходного напряжения возможно двумя способами:
- за счёт изменения напряжения постоянного тока на входе инвертора;
- за счёт регулирования выходного напряжения инвертора методом ШИМ.
При использовании инвертора напряжения в цепи постоянного тока имеется конденсатор значительной ёмкости, вследствие чего снижается скорость изменения напряжения, что существенно ограничивает возможности амплитудного регулирования. Вследствие этого более распространены ПЧ с использованием ШИМ. Структурно ПЧ с инвертором тока предусматривает использование управляемого выпрямителя.