Электромашинные преобразователи частоты реферат

Обновлено: 05.07.2024

Исследование и обоснование параметров преобразователя частоты со звеном постоянного тока асинхронного электродвигателя

Научный руководитель: к.т.н., доц., Лавшонок Андрей Валериевич

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Проблема рационального использования электроэнергии была и остается актуальной, особенно в промышленности. Основными потребителями электроэнергии на производстве являются трехфазные электродвигатели переменного тока, а именно асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором (АДКЗ). Массовое применение данного типа двигателей обусловлено надежностью, дешевизной и простотой в эксплуатации. Недостаток данных двигателей заключается в том, что скорость их вращения зависит от конструкции двигателя и частоты питающей сети. Раньше асинхронные двигатели использовались, как правило, в нерегулируемых электроприводах, пуск которых осуществлялся прямым включением в сеть. Прямой пуск (ПП) АДКЗ является не эффективным, так как при пуске создается большой пусковой ток, который оказывает значительную нагрузку на питающую сеть вызывая значительные падения напряжения и увеличивая потери электроэнергии, а также сопровождается электродинамическими и термическими перегрузками обмоток, что уменьшает долгосрочность работы двигателя. Частично устранить недостатки ПП можно ограничив пусковой ток, для этого последовательно с обмоткой статора включают дополнительный резистор или индуктивность. Также используется автотрансформаторный пуск и пуск с переключением обмотки статора со звезды в треугольник. Эти способы позволяют ограничить пусковой ток, но не обеспечивают плавность пуска и регулирование скорости АДКЗ. Решением данных проблем является использование устройств плавного пуска, которые позволяют улучшить переходные процессы при пуске и дают возможность формировать необходимую плавность разгона и торможения либо преобразователей частоты (ПЧ) для регулирования не только плавности разгона, а и скорости электродвигателя [1].

1. Актуальность темы

Одной из основных задач усовершенствования технологического процесса в промышленности является минимизация потребляемой энергии и обеспечение безопасности, как оборудования, так и технического персонала.

Применение преобразователей частоты в системах регулируемого электропривода, позволяет осуществлять автоматизацию всей работы электродвигателя: пуск, торможение, реверс и изменение его скорости, при этом автоматически плавно включая пусковые сопротивления, которые обеспечивают регулирование тока в требуемых пределах. Особенностью применения преобразователей в приводах с АДКЗ является то, что они управляют скоростью электродвигателя в соответствии с характером нагрузки, это уменьшает резкие изменения напряжения в сети питания и увеличивает экономность потребления энергии, а также надежность всего привода [2]. Большинство современных ПЧ имеют простой интерфейс и входные и выходные унифицированные сигналы, которые дают возможность подключения к ним внешних управляющих систем более высокого уровня, устройств дистанционного управления и отображения информации. Возможность плавного регулирования скорости позволяет отказаться от большинства передаточных механизмов, используемых в приводах, это еще больше увеличивает надежность и уменьшает стоимость системы.

Развитие технологий в сфере полупроводниковых элементов и микропроцессорной техники позволяет, в настоящее время создавать преобразователи частоты, которые имеют низкую стоимость, высокую надежность и широкие функциональные возможности. Большинство промышленных предприятий находящихся на территории СНГ, требуют либо замены устаревших средств автоматизации и управления, либо и вовсе переход к автоматизированному производству, поэтому данная проблема является актуальной [3].

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью является повышение эффективности эксплуатации преобразователя частоты электроприводов горных машин за счет обоснования и разработки схемы и оптимизации алгоритмов управления.

Основные задачи исследования:

Аналитический обзор известных схем, с определением их достоинств и недостатков.
Выбор оптимального схемного решения.
Разработка математической модели работы преобразователя.
Исследование режимов работы инвертора на модели для определения необходимых алгоритмов управления.

3. Обзор существующих преобразователей частоты

3.1 Преобразователи частоты с непосредственной связью

Исторически первыми появились преобразователи с непосредственной связью. В них выходное напряжение формируется из участков синусоид напряжения сети питания, при этом двигатель в процессе работы преобразователя через открытые ключи в каждый момент времени оказывается подсоединенным непосредственно к источнику питания. Это позволяет без использования дополнительных устройств обеспечить двухсторонний обмен энергией между АД и питающей сетью, что, в свою очередь, создает возможность работы двигателя в двух квадрантах механической характеристики. НПЧ в принципе могут строиться на основе частично или полностью управляемых ключей. В первом случае в качестве ключей используют тиристоры (симисторы) с естественной коммутацией (ЕК); во втором – либо полностью управляемые тиристоры или тиристоры с искусственной коммутацией, либо транзисторы. Применение искусственной коммутации позволяет регулировать выходную частоту в области ниже и выше частоты сети. Однако коммутационные устройства тиристорных ключей существенно ухудшают массогабаритные показатели. Применение транзисторных ключей исключает этот недостаток, но сам принцип работы НПЧ требует использования по крайней мере тройного количества ключевых элементов по сравнению с ПЧ с инверторами. Кроме того, для некоторых задач в НПЧ используют входные или выходные трансформаторы, что еще более снижает их конкурентоспособность. Поэтому в преобразователях этого типа чаще всего используют естественную коммутацию и применяют их в приводах, где отчетливо проявляются достоинства тиристорных ключей – в приводах большой мощности [5]. Функциональная схема преобразователя частоты с непосредственной связью представлена на рисунке 1

Рисунок 1 – Функциональная схема преобразователя частоты с непосредственной связью [4]

С помощью трехфазно-трехфазных НПЧ ЕК можно формировать фазные токи АД с коэффициентом искажения порядка 0,99-0,9999, т.е. токи, содержащие практически только основную гармонику. Однако с повышением частоты основной гармоники искажения увеличиваются и при питании от сети 50 Гц предельной выходной частотой с удовлетворительным спектром тока считается 20 Гц. Повышение этой частоты в 1,5-2 раза возможно с помощью входных трансформаторов и дополнительных ключей, но такое решение существенно ухудшает массогабаритные показатели. В любом случае использование НПЧ для токового управления АД позволяет осуществить глубокое регулирование частоты вращения вплоть до работы на упор с номинальной перегрузочной способностью, а также обеспечить запуск двигателя в тяжелых условиях.

Наличие относительно большого количества ключей является недостатком НПЧ, но надежность и мощность тиристорных коммутаторов определили область, в которой почти исключительно применяются НПЧ ЕК. Это приводы большой мощности с тяжелыми условиями пуска такие, как тяговый привод на транспорте, гребные валы судов, цементные мельницы и т.п.

3.2 Преобразователи частоты со звеном постоянного тока

3.2.1 Преобразователи частоты со звеном постоянного тока и управляемым выпрямителем

В настоящее время более распространены ПЧ со звеном постоянного тока. На входе энергетического канала этих ПЧ установлен управляемый или неуправляемый выпрямитель. После преобразования выпрямителем энергии переменного тока с постоянными значениями напряжения и частоты в энергию постоянного тока, она поступает на вход инвертора (И) и снова преобразуется в энергию трехфазного переменного тока, но уже с регулируемыми параметрами. Таким образом, в ПЧ этого типа происходит двойное преобразование энергии, что несколько снижает его КПД, но другие существенные преимущества этих преобразователей обеспечивают им доминирующее положение в современном автоматизированном приводе.

Для энергетической развязки выпрямителя и инвертора между ними обязательно устанавливают накопитель энергии. В зависимости от вида этого накопителя – конденсатор или дроссель– инвертор работает либо в режиме источника напряжения (ИН), либо источника тока (ИТ). Функциональная схема изображена на рисунке 2(а) – для источника напряжения и 2(б) – для источника тока.

Рисунок 2 – Функциональные схемы преобразователей с управляемым выпрямителем

Накопитель энергии необходим потому, что энергия постоянного тока чисто активная, а для формирования магнитных полей в двигателе нужен обмен реактивной энергией с источником питания, которую и обеспечивает накопитель. При переходе АД в генераторный режим изменяется знак активной составляющей тока статора, т.е. ее направление по отношению к напряжению. Этот ток и напряжение примерно соответствуют величинам на входе И, поэтому при изменении режима АД должно изменяться взаимное направление тока и напряжения в звене постоянного тока. Но в ПЧИН изменить направление может только напряжение, а в ПЧИТ – ток. Изменение направления напряжения в ПЧИТ при сохранении направления тока приведет к тому, что УВ перейдет в режим инвертирования и избыточная энергия будет возвращена в сеть. В ПЧИН переход АД в генераторный режим приведет к изменению направления тока в инверторе. В этом случае избыточная энергия не может быть возвращена в сеть через выпрямитель, т.к. его ключи обладают односторонней проводимостью. Она может либо рекуперироваться ведомым сетью инвертором, включенным встречно-параллельно с УВ, либо быть рассеянной на тормозном резисторе, включаемом с этой целью на входе инвертора. Таким образом, ПЧИТ обеспечивает двухстороннее направление обмена энергией между АД и сетью без применения дополнительных устройств и, следовательно, работу двигателя в двух квадрантах механической характеристики, в то время как ПЧИН только в одном квадранте (двигательном). Тем не менее, более распространенными на практике являются ПЧИН. Это связано с тем, что большая часть задач привода не требует работы АД в генераторном режиме, а кратковременные выходы в эту область связаны с умеренным количеством производимой энергии, которая может рассеиваться тормозным резистором. Кроме того, дроссель обладает существенно худшими массогабаритными показателями.

Сдвиг фаз между выходными напряжениями И обеспечивается алгоритмом работы ключей, а частота регулируется тактовой частотой коммутации, задаваемой устройством управления (УУ). Управление амплитудой напряжения или тока осуществляется с помощью УВ. Как правило, каналы управления частотой и амплитудой в УУ соединены между собой через функциональный преобразователь, обеспечивающий требуемый закон управления.

Из рассмотренных особенностей ПЧ с инверторами, работающими с шестью коммутациями за период, можно сделать вывод, что ПЧИН следует применять для многодвигательных и одиночных приводов мощностью до 200 кВт, работающих в одном квадранте с диапазоном регулирования до 1:20. При этом в УУ обычно используется функциональный преобразователь с законом управления. Для одиночных приводов мощностью до 400 кВт, работающих в двух квадрантах примерно с тем же диапазоном регулирования, применяют ПЧИТ .

3.2.2 Преобразователи частоты со звеном постоянного тока и неуправляемым выпрямителем

Другой класс преобразователей со звеном постоянного тока составляют устройства, в которых функции регулирования обоих выходных параметров (амплитуды и частоты) возложены на инвертор, а в выпрямителе используются неуправляемые диоды. Такой тип ПЧ относят к широтно-импульсным преобразователям (ШИП), а инвертор, работающий в режиме широтноимпульсной модуляции – к широтно-импульсным регуляторам (ШИР). Функциональная схема преобразователя с неуправляемым выпрямителем изображена на рисунке 3. В настоящее время, благодаря развитию силовой электроники и, прежде всего, появлению силовых транзисторов с изолированным затвором (IGBT – insulated gatebipolar transistor), этот тип ПЧ стал наиболее распространеннымю. ШИП практически полностью вытеснили другиетипы ПЧ в массовом асинхронном приводе мощностью от 0,5 до 100000 кВт [6].

Рисунок 3 – Функциональная схема преобразователя с неуправляемым выпрямителем

Современные ШИП могут работать с частотами коммутации ключей 2–20 кГц, что позволяет обеспечить высокую динамику привода и сформировать в обмотках статора практически синусоидальные токи. Они могут формировать в обмотках заданное напряжение или ток, т.е. работать в режиме источника напряжения и в режиме источника тока. При этом все многообразие параметров и режимов ПЧ определяется только алгоритмом работы ключей ШИР. На практике используют ШИП с синусоидальной и пространственновекторной модуляцией (ПВМ), а также с формированием токов нагрузки [7].

Анализ сведений о частотно-регулируемом электроприводе. Характеристика недостатков асинхронных электродвигателей. Рассмотрение структуры частотного преобразователя. Статические преобразователи как совершенные устройства управления асинхронным приводом.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	19.04.2014
Размер файла	510,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В настоящее время у большинства специалистов, эксплуатирующих насосное оборудование, уже сложилось четкое представление о возможностях использования преобразователей частоты для привода насосов и насосных агрегатов. Понимание этого вопроса обусловлено интенсивным внедрением частотно-регулируемого привода за последние годы и накопленным опытом его эффективного использования.

Для всех видов перекачиваемой жидкости преобразователи частоты обеспечивают более экономичное, более эффективное и более надежное регулирование, чем известные механические способы. Независимо от области использования (добыча и транспорт нефти, электроэнергетика, жилищно-коммунальное хозяйство и т.д.) эффект от частотного регулирования насосов общеизвестен:

- экономия электроэнергии до 30 - 60 %;

- снижение утечек жидкостей до 5 %;

- экономия тепловой энергии до 10 %;

- увеличение срока службы оборудования в 1.5-2 раза;

- уменьшение вероятности возникновения разрывов трубопроводов;

- повышение эффективности защиты электропривода;

- улучшение экологической обстановки.

1.Основные сведения о частотно-регулируемом электроприводе

Частотный преобразователь в комплекте с асинхронным электродвигателем позволяет заменить электропривод постоянного тока. Системы регулирования скорости двигателя постоянного тока достаточно просты, но слабым местом такого электропривода является электродвигатель. Он дорог и ненадежен. При работе происходит искрение щеток, под воздействием электроэрозии изнашивается коллектор. Такой электродвигатель не может использоваться в запыленной и взрывоопасной среде.

Асинхронные электродвигатели превосходят двигатели постоянного тока по многим параметрам: они просты по устройству и надежны, так как не имеют подвижных контактов. Они имеют меньшие по сравнению с двигателями постоянного тока размеры, массу и стоимость при той же мощности. Асинхронные двигатели просты в изготовлении и эксплуатации.

Основной недостаток асинхронных электродвигателей - сложность регулирования их скорости традиционными методами (изменением питающего напряжения, введением дополнительных сопротивлений в цепь обмоток).

Управление асинхронным электродвигателем в частотном режиме до недавнего времени было большой проблемой, хотя теория частотного регулирования была разработана еще в тридцатых годах. Развитие частотно-регулируемого электропривода сдерживалось высокой стоимостью преобразователей частоты. Появление силовых схем с IGBT-транзисторами, разработка высокопроизводительных микропроцессорных схем управления позволили различным фирмам Европы, США и Японии создать современные преобразователи частоты доступной стоимости.

Известно, что регулирование частоты вращения исполнительных механизмов можно осуществлять при помощи различных устройств: механических вариаторов, гидравлических муфт, дополнительно вводимыми в статор или ротор резисторами, электромеханическими преобразователями частоты, статическими преобразователями частоты. Применение первых четырех устройств не обеспечивает высокого качества регулирования скорости, неэкономично, требует больших затрат при монтаже и эксплуатации.

Статические преобразователи частоты являются наиболее совершенными устройствами управления асинхронным приводом в настоящее время.

Принцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя заключается в том, что, изменяя частоту f1 питающего напряжения, можно в соответствии с выражением

при неизменном числе пар полюсов p изменять угловую скорость магнитного поля статора.

Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью. Регулирование скорости при этом не сопровождается увеличением скольжения асинхронного двигателя, поэтому потери мощности при регулировании невелики. Для получения высоких энергетических показателей асинхронного двигателя - коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности - необходимо одновременно с частотой изменять и подводимое напряжение.

Закон изменения напряжения зависит от характера момента нагрузки Mс. При постоянном моменте нагрузки (Mс=const) напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально частоте:

Для вентиляторного характера момента нагрузки это состояние имеет вид:

При моменте нагрузки, обратно пропорциональном скорости:

Таким образом, для плавного бесступенчатого регулирования частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, преобразователь частоты должен обеспечивать одновременное регулирование частоты и напряжения на статоре асинхронного двигателя.

Методы управления электропривода

Для решения задач регулирования скорости и момента в современном электроприводе применяют два основных метода частотного управления:

Асинхронный электропривод со скалярным управлением является на сегодняшний день наиболее распространенным. Он применяется в составе приводов насосов, вентиляторов, компрессоров и других механизмов, для которых важно поддерживать либо скорость вращения вала двигателя (при этом используется датчик скорости), либо технологический параметр (например, давление в трубопроводе, при этом используется соответствующий датчик).

Основной принцип скалярного управления - изменение частоты и амплитуды питающего напряжения по закону U/fn = const, где n ?1. Конкретный вид зависимости определяется требованиями, предъявляемыми к электроприводу нагрузкой. Обычно за независимое воздействие принимается частота, а значение напряжения при данной частоте определяет вид механической характеристики, значения пускового и критического моментов. Скалярное управление обеспечивает постоянство перегрузочной способности электропривода не зависимо от частоты напряжения, однако имеет место снижение развиваемого двигателем момента при низких частотах (при f

Электромашинные преобразователи частоты с АПЧ применяются обычно для получения частот, превышающих частоту питающей сети, когда необходимо регулировать угловую скорость большого числа согласованно работающих асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. [1]

Электромашинные преобразователи частоты ППЧВ ( ГОСТ 17493 - 80) предназначены для преобразования трехфазного тока частотой 50 и 60 Гц в однофазный ток частотой от 1000 до 10000 Гц. Они применяются для питания электротермических установок повышенной частоты. Преобразователи состоят из индукторного генератора повышенной частоты и трехфазного асинхронного двигателя. Допускается изготовление преобразователей мощностью свыше 630 кВт с приводными синхронными двигателями. [2]

Производство электромашинных преобразователей частоты за рубежом ведется почти во всех технически развитых странах, и уровень их продолжает повышаться. По имеющимся сведениям производством преобразователей в диапазонах частот от 1000 до 22 000 гц мощностью от 5 до 200 кет занимаются следующие фирмы зарубежных стран: у Англии - Делапена, Радайн, АЕИ, Филипс Электрикал и др.; в США - ТОККО, Дженерал Электрик, Вестингауз и др.; в ФРГ - Баукнехт, ЕМА, АЕГ, Сименс и Шуккерт и др.; в Бельгии - АСЕКи др. - всего около 40 фирм. Выпуском преобразователей в рассматриваемом диапазоне мощностей и частот занимаются также во Франции, Италии, Японии, Швеции, Швейцарии, ГДР, Чехословакии и Венгрии. [3]

В схемах электромашинного преобразователя частоты могут быть использованы в качестве основного преобразователя обычные асинхронные машины с фазным ротором в режиме асинхронного преобразователя частоты. Одна из таких схем с асинхронным преобразователем частоты АПЧ приведена на рис. 4.45. Здесь статор АПЧ присоединен к сети переменного тока через автотрансформатор AT, позволяющий независимо регулировать на входе ( и выходе) АПЧ амплитуду напряжения. Ротор АПЧ механически связан с якорем двигателя М2, угловая скорость которого регулируется по системе Г - Д так же, как и в предыдущей схеме с синхронным генератором. Вторичная ( роторная) цепь АПЧ служит источником напряжений регулируемой частоты и амплитуды. [4]

Параллельная работа электромашинных преобразователей частоты по сравнению с раздельной их работой дает следующие преимущества. [5]

Их применяют взамен электромашинных преобразователей частоты СГЧЗ . [7]

Стремление отказаться от электромашинного преобразователя частоты обусловливало создание схемы вентильного каскада с Непосредственной связью, в которой использован статический преобразователь на управляемых ионных ( или при небольшой мощности на полупроводниковых) приборах. [8]

Аналогично рассмотренной конструкции выполнены электромашинные преобразователи частоты , состоящие из асинхронного трехфазного двигателя, который работает от сети частотой 50 Гц, и генератора переменного тока повышенной частоты. [10]

Аналогично рассмотренной конструкции устроены электромашинные преобразователи частоты , состоящие из асинхронного трехфазного двигателя, работающего от сети частотой 50 гц, и генератора переменного тока повышенной частоты. [12]

Получить такую зависимость в электромашинных преобразователях частоты и синхронных генераторах с переменной частотой вращения весьма трудно, так как в них ЭДС пропорциональна частоте. Более гибким является регулирование напряжения в статических преобразователях частоты, которые имеют также более высокий КПД и меньшую массу. [14]

Централизованное питание индукционных нагревателей осуществляется от электромашинных преобразователей частоты 2500 Гц, мощностью 1500 кВт каждый, установленных в электротехническом помещении. Распределение мощности повышенной частоты осуществляется от централизованного щита, установленного в машинном зале, при помощи коаксиальных кабелей КВС, проложенных в специальных тоннелях вдоль корпуса. [15]

Преобразователи частоты Рефераты

Удобный способ управления асинхронным двигателем преобразователь частоты.

Частотные преобразователи для управления скоростью асинхронных двигателей это сложные устройства, в состав которых входит много различных элементов. Для понимания работы частотного регулятора необходимо ознакомится с его структурой. В этой статье мы рассмотрим обобщённую структурную схему частотного преобразователя.

В промышленности и народном хозяйстве часто встает задача управления расходом насоса. Для решения задачи управления насосами можно использовать разные способы.

В нашем реферате мы опишем основные технические аспекты управления насосами, обозначим сильные и слабые стороны.

При эксплуатации асинхронного электродвигателя совместно с преобразователем частоты может возникнуть ряд ситуаций, в которых электродвигатель или не будет работать вообще или будет работать некорректно.

Эти ситуации могут быть вызваны как неверной настройкой параметров преобразователей частоты, ошибками монтажа и неисправностями самого электродвигателя. Ситуации, которые вызваны неверной настройкой преобразователя частоты мы не будем рассматривать. Эти ситуации имеют свою специфику, связанную с конкретной моделью преобразователей частоты. Подробнее о них вы можете узнать из инструкции на оборудование.

При выборе преобразователя частоты в первую очередь необходимо определиться с типом нагрузки на валу электродвигателя и с режимами работы электропривода.

Для выработки подхода к подбору приводов разумно выделить следующие типы устройств: насосы, вентиляторы, транспортеры, фасовочное и упаковочное оборудование, станки. Классификация не претендует на полноту и при желании может быть дополнена читателем.

Преобразованием частоты называется процесс преобразования переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты. Силовые электронные преобразователи частоты весьма разнообразны. В этом параграфе рассматриваются только прямые преобразователи частоты на тиристорах с естественной коммутацией. Прямые преобразователи частоты, т. е. с однократным преобразованием электроэнергии, называются… Читать ещё >

Прямые преобразователи частоты ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Преобразованием частоты называется процесс преобразования переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты. Силовые электронные преобразователи частоты весьма разнообразны [4]. В этом параграфе рассматриваются только прямые преобразователи частоты на тиристорах с естественной коммутацией. Прямые преобразователи частоты, т. е. с однократным преобразованием электроэнергии, называются также преобразователями с непосредственной связью или циклоконвертерами.

Число фаз входного и выходного напряжений в преобразователях с непосредственной связью является весьма существенным признаком их классификации, так как оно в значительной мере определяет структуру построения схемы преобразователя. Следует отметить, что многофазные преобразователи этого класса обладают удовлетворительными технико-экономическими характеристиками и получили большое распространение.

Рассмотрим принцип работы преобразователя частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией на примере трехфазно-однофазной схемы (рис. 3.20, а). В схеме преобразователя можно выделить две группы тиристоров: группу I — катодную (VSl, VS2, VS3) и II — анодную (VS4, VS5, VS6). Допустим, что нагрузка z_a — активная. Управляющие импульсы в процессе работы поступают на тиристоры анодной и катодной групп поочередно. Когда управляющие импульсы i_yl —i_y3, синхронизированные, но частоте с напряжением питающей сети, подаются последовательно на тиристоры VS 1, VS2, VS3 катодной группы, она работает в режиме выпрямления (по трехфазной схеме со средней точкой), формируя на нагрузке положительную полуволну напряжения относительно нулевого вывода трансформатора (рис. 3.20,6). Управляющие импульсы поступают на тиристоры со сдвигом относительно нулевых значений линейных напряжений питающей сети на угол а. При работе тиристоров KS4, KS5, VS6 анодной.

Рис. 3.20. Преобразователь частоты с непосредственной связью:

а — трехфазно-однофазная схема; б — диаграммы выходного напряжения и сигналов управления тиристорами группы на нагрузке относительно нулевого вывода трансформатора формируется отрицательная полуволна напряжения. В результате цикличной работы групп I и II на нагрузке создается переменное напряжение с частотой основной гармоники /₂ более низкой, чем частота питающей сети /,.

Частота /₉ определяется временем, в течение которого проводят ток тиристоры каждой группы. Изменением угла, а можно регулировать выходное напряжение. Для исключения постоянной составляющей в напряжении на нагрузке время работы анодной и катодной групп должно быть равным. На рис. 3.20,6 представлена диаграмма выходного напряжения при активной нагрузке. Видно, что тиристоры катодной группы вступают в работу только после снижения 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), не спадет до нуля.

В трехфазно-однофазной схеме тиристоры каждой группы коммутируют между собой (внутригрупповая коммутация) через интервал времени, равный к/3. Поэтому без учета интервала коммутации можно записать следующее выражение для длительности одной полуволны выходного напряжения:

В общем случае при числе фаз питающей сети, равном т_у связь частот выходного и входного напряжений выражается соотношением.

где/j и /₂ — частоты входного и выходного (основной гармоники) напряжений.

Из соотношения (3.49) видно, что частота выходного напряжения /₂ может принимать только ряд значений при изменении числа п (п= 1,2, 3,…). Например, при числе фаз питающей сети т = 3 и частоте /, = 50 Гц частота /₂ может принимать значения 30; 23,5; 16 2/3 Гц и т. д. Для обеспечения плавного изменения частоты необходима пауза Показать весь текст Стоимость уникальной работы

Читайте также: