Конспект лекций по курсу “Электрический привод”, страница 36

На рис.6.2.519 изображена трехфазная система напряжений управления при использовании указанного преобразования.

Рис.6.2.5 Диаграмма формирования напряжений управления по мгновенным значениям переменных

Особенность электроприводов с НПЧ заключается также в том, что должно обеспечиваться сравнительно большое соотношение частот напряжений сети и двигателя. В схемах с шестипульсными НПЧ частота напряжения сети должна превышать частоту напряжения двигателя в 4-5 раз и более. Именно при таком соотношении частот обеспечивается формирование напряжений двигателя с приемлемыми искажениями синусоидальности.

К недостаткам большинства электроприводов с НПЧ следует также отнести значительные искажения напряжений и токов электросети и двигателей.

Лекция 7.  Электроприводы с асинхронными двигателями и IGBT-преобразователями

§ 7.1.  Электроприводы с асинхронными двигателями и двухуровневыми однотактными преобразователями

Во многих современных электроприводах небольшой и средней мощности, в которых не требуется рекуперация энергии, широкое применение находят преобразователи частоты с трехфазными диодными выпрямителями и двухуровневыми инверторами напряжения. Такие электроприводы работают со сравнительно высоким коэффициентом мощности, потребляемой из сети (0,96-0,99). При этом 6-пульсные диодные выпрямители искажают напряжения электросетей существенно меньше, чем 6-пульсные тиристорные выпрямители. Одна из возможных схем с преобразователем частоты с диодным выпрямителем и транзисторным инвертором напряжения представлена на рис.7.1.1.

Рис.7.1.1 Схема электроприводов с асинхронным двигателем и транзисторным преобразователем частоты

В схеме рис.7.1.1: В – мостовой диодный выпрямитель, ИН – транзисторный инвертор напряжения, АД – асинхронный двигатель, L_f - фазные дроссели, L_d – сглаживающий дроссель, С – конденсатор, R_z – защитный резистор, k_n – транзисторы инвертора, k_z – чоппер, u_sn – напряжения фаз питающей сети, i_n – напряжения фаз двигателя (n=1, 2, 3).

Выпрямитель В и инвертор напряжения ИН вместе представляют собой преобразователь частоты со звеном постоянного тока или постоянного напряжения. Звено постоянного напряжения образовано LC-фильтром с емкостью C и индуктивностью L_d.

Инвертор напряжения ИН содержит 6 транзисторов, зашунтированных обратными диодами, и конденсаторную батарею С. Транзисторы обычно работают в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с частотой переключения транзисторов от 1 до 20 кГц. Работа транзисторов с такими частотами при минимальных перенапряжениях возможна при минимальных индуктивностях электрических связей элементов внутри инвертора.

Через выпрямитель В возможна передача электроэнергии только в одном направлении – от электросети в цепь выпрямленного напряжения. Рекуперация электроэнергии невозможна. Поэтому, если двигатель в каких-то режимах переходит в генераторный режим работы, в цепи выпрямленного напряжения преобразователя используется защитный резистор R_z c транзисторным чоппером, регулирующим передачу энергии в чоппер. Защитные резисторы имеют, как правило, значительные “паразитные” индуктивности. Поэтому для обеспечения нормальной работы транзистора чоппера защитный резистор шунтируется диодом. Указанные транзистор и диод чоппера выполняются обычно в едином корпусе. Повышение напряжения в звене постоянного напряжения может быть вызвано также электромагнитными процессами со стороны питающей сети. Эти превышения напряжения также ограничиваются защитным резистором и чоппером.