Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 34

На рис.6.1.6: u_A, u_B, u_C – напряжения фаз сети, u_a, u_b, u_c – напряжения фаз двигателя, i_A, i_B, i_C – токи фаз сети и двигателя, u_t1 – напряжение на 1 тиристоре, j_n – импульсы управления тиристорами, τ_AB – фаза линейного напряжения сети u_AB.

Как видно из рис.6.1.6, форма токов фаз двигателя и сети близка к трапецеидальной, что свидетельствует о наличии в токах высших гармонических составляющих значительной величины. Вместе с тем, искажения напряжений питающей сети сравнительно не велики – при коммутации тиристоров фазы сети замыкаются не накоротко (как в выпрямителях), а через сравнительно большие сопротивления двигателя.

Возможности использования устройств плавного пуска для регулирования частоты вращения двигателей весьма ограничены. В частности, они регулируют только напряжение двигателя. Пропорционально квадрату напряжения (по основной гармонической составляющей) уменьшаются моменты двигателя и вследствие этого увеличивается скольжение. При этом небольшое снижение скорости вращения ротора приводит к значительному увеличению потерь энергии в роторе.

Рис.6.1.6 Зависимость минимального пускового тока двигателя мощностью 1250 кВт от относительного момента сопротивления

§ 6.2.  Частотно-регулируемые электроприводы с асинхронными двигателями и НПЧ

Одна из возможностей регулирования напряжения и частоты питания асинхронных двигателей – использование тиристорных преобразователей частоты с непосредственной связью (НПЧ). Эти преобразователя выполняются по различным схемам. Они бывают трехпульсными, шестипульсными, двенадцатипульсными, с разделенными фазами двигателя и соединенными в звезду. На рис.6.2.1 изображены два варианта схем электроприводов с НПЧ и асинхронными двигателями.

На рис.6.2.1 а) изображена схема электропривода с асинхронным двигателем с раздельными фазами. Каждая фаза питается от двух встречно-параллельно включенных тиристорных мостов НПЧ. Все тиристорные мосты НПЧ подключены к питающей сети через фазные дроссели.

В схеме рис.6.2.1 б) фазы двигателя соединены в звезду. Три реверсивных тиристорных моста НПЧ одними зажимами выпрямленного тока соединены друг с другом, другими зажимами подключены к двигателю. Все тиристорные мосты НПЧ подключены к питающей сети через трансформаторы.

И в той и в другой схеме импульсы управления тиристорами формируются в соответствии с рис.6.2.2.

                                 а)                                                      б)

Рис.6.2.1 Схемы электроприводов с НПЧ и асинхронными двигателями

Рис.6.2.2 Трансформатор синхронизации и диаграмма сравнения напряжений управления с опорными напряжениями

В частности, в импульсно-фазового управления НПЧ предусматривается трансформатор синхронизации импульсов с напряжениями питающей сети рис.6.2.2. На вторичных обмотках этого трансформатора формируются две трехфазные системы синусоидальных напряжений u_a, u_b, u_c и -u_a, -u_b, -u_c, которые вместе представляют собой шестифазную симметричную систему, изображенную на рис.6.2.2. Эти напряжения называют опорными.

Как изображено на рис.6.2.2, с опорными напряжениями сравнивается трехфазная система напряжений управления u_ya, u_yb, u_yc. Импульсы управления тиристорами формируются в точках пересечения напряжений управления и спадающих фронтов опорных напряжений. В каждом реверсивном тиристорном мосте импульсы управления подаются на один мост при положительном выпрямленной токе и на другой мост при отрицательном токе.