Напряжения на выходе НПЧ формируются из отрезков напряжений питающей сети. Поэтому они существенно искажены. Вместе с тем, “гладкие” составляющие напряжений на выходе НПЧ повторяют по форме напряжения управления, имеют ту же частоту и их амплитуда пропорциональна амплитуде напряжений управления. Таким образом, регулируя параметры напряжений управления, можно регулировать асинхронный двигатель.
Следует отметить, что в мостовых тиристорных преобразователях коэффициент мощности cosφ, потребляемой из электросети, тесно связан с углом управления тиристорами α и с углом коммутации тока в тиристорах γ
.
При малых индуктивностях электросетей 
и 
.
При активной нагрузке и максимальном напряжении на выходе НПЧ на полупериоде синусоидального напряжения управления рис.6.2.2 угол управления изменяется в пределах 0-p/2. В этом случае коэффициент мощности электроэнергии, потребляемой НПЧ из сети (максимально возможный)
.
На практике коэффициент мощности НПЧ ниже, так как асинхронный двигатель работает с некоторым cosφад, так как напряжение на выходе НПЧ Uад обычно ниже максимально возможного Um, так как угол коммутации тока в тиристорах больше 0
. (6.2.1)
В частности, если cosφад=0,85, запас на регулирование по напряжению составляет
5 %, снижение напряжения из-за наличия угла коммутации составляет
1 %, то НПЧ имеет 
. Снижение
напряжения на выходе НПЧ приводит к снижению коэффициента мощности.
Низкий коэффициент мощности электроприводов с НПЧ является одним из основных недостатков этих систем.
Повышение коэффициента мощности достигается в схемах, в которых фазы двигателя соединены в звезду, а НПЧ питаются через трансформаторы (см. рис.6.2.2 б)). В таких системах в напряжения управления вводятся составляющие нулевой последовательности тройной частоты с амплитудой порядка 13 % от амплитуды основных составляющих. Токи в фазах двигателя под действием этих составляющих не протекают. Но форма напряжений управления приближается к трапецеидальной (см. рис.6.2.3). Амплитуда основных (синусоидальных) составляющих увеличивается до 113 %. Повышается использование НПЧ по напряжению. На 13 % повышается коэффициент мощности НПЧ
. (6.2.2)
Рис.6.2.3 Диаграмма формирования напряжений управления с использованием составляющих нулевой последовательности
На рис.6.2.4 представлена диаграмма напряжений и токов НПЧ и двигателя в схеме рис.6.2.2 б), рассчитанная с учетом указанных особенностей работы системы.
Рис.6.2.4 Диаграмма напряжений и токов в электроприводе с трансформаторами, НПЧ и асинхронным двигателем
Рассмотренный алгоритм преобразования напряжений управления может быть использован в тех случаях, в которых известна частота основных составляющих напряжений управления. Если в системе управления нет информации о частоте, а в каждый момент времени есть информация только о мгновенных значениях переменных, то используются другие алгоритмы повышения использования оборудования по напряжению.
В частности, в различных системах электропривода применяется преобразование трехфазной системы напряжения управления uyn (n=1, 2, 3) по следующему алгоритму:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.