На рис.7.1.2 представлена диаграмма напряжений и токов диодного выпрямителя при работе электропривода в установившемся режиме. В частности представлены кривые напряжений фаз питающей сети usn (при малых индуктивностях фазных дросселей), ток 1 фазы сети и выпрямителя is1, выпрямленный ток id, напряжение конденсатора uc.
Рис.7.1.2 Схемы электроприводов с асинхронными двигателями и транзисторными преобразователями
На рис.7.1.2 напряжение конденсатора и выпрямленный ток диодного выпрямителя имеют значительные пульсации, что обусловлено малой емкостью конденсатора, малой индуктивностью сглаживающего дросселя и близостью частот напряжений электросети и двигателя. Увеличение индуктивности Ld и емкости С позволяет уменьшить пульсации.
В трехфазной системе напряжений питания выпрямителя кривые фазных напряжений имеют 6 точек пересечения друг с другом на одном периоде. В каждой и этих точек (называемых точками естественной коммутации) начинается процесс коммутации – переключения тока с одного диода на другой. Процесс коммутации длится в течение времени, соответствующему углу коммутации γ (этот угол указан на рис.7.1.2).
При полностью сглаженном выпрямленном токе выпрямленное напряжение диодного выпрямителя в зависимости от угла коммутации определяется следующим выражением
, (7.1.1)
где Emл – амплитуда линейной ЭДС питающей сети.
Во многих случаях угол коммутации не известен, но известны индуктивные сопротивления фазы электросети Xs и фазного дросселя Xf. Этими параметрами определяется так называемое индуктивное сопротивление коммутации
.
При известном среднем значении выпрямленного тока Id выпрямленное напряжение диодного моста
. (7.1.2)
Если пренебречь падением напряжения на активном сопротивлении сглаживающего дросселя, то среднее напряжение на конденсаторе равно выпрямленному напряжению диодного моста
.
Увеличение индуктивности фазных дросселей Xf позволяет уменьшить искажения напряжения электросети, но, как видно из выражения (2.15.2), приводит к снижению выпрямленного напряжения (входного напряжения инвертора).
Напряжения фаз двигателя формируются инвертором путем подключения фаз к положительному или отрицательному полюсу конденсатора или замыкания фаз накоротко через транзисторы и обратные диоды.
Формирование напряжений двигателя с синусоидальными “гладкими” составляющими обеспечивается при работе инвертора в режиме синусоидальной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Особенности ШИМ поясним с помощью рис.7.1.3.
Рис.7.1.3 Формирование импульсов управления одной фазы инвертора в режиме синусоидальной ШИМ
В системе управления с заданной частотой ШИМ (1-20 кГц) формируется пилообразное опорное напряжение uоп, одно для всего транзисторного моста. На рис.7.1.3 указан период этого напряжения Tоп. Кроме того, с заданной частотой напряжения двигателя и заданной амплитудой (при частотном управлении) формируется трехфазная система напряжений управления uyn (n=1, 2, 3). На рис.7.1.3 указано напряжение управления первой фазы uy1. При идеальных свойствах полупроводниковых элементов в точках пересечения напряжений управления и опорного напряжения изменяются состояния импульсов управления транзисторами jn. При этом импульсы управления транзисторов, подключенных к одной фазе нагрузки, работают в противофазе
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.