Реверсивные преобразователи и непосредственные преобразователи частоты

Реверсивные преобразователи и непосредственные преобразователи частоты.

    Реверсивными называются преобразователи, позволяющие изменять полярность постоянного напряжения и тока в нагрузке. Реверсивные преобразователи используются, главным образом в электроприводе для изменения направления вращения двигателей постоянного тока.

Структурная схема реверсивного выпрямителя приведена на рис. 1.1. Преобразователь состоит из двух вентильных комплектов ВК1и ВК2 , подключённых к нагрузке встречно- параллельно. Каждый из комплектов может быть построен на основе любой рассмотренной схемы управляемых выпрямителей. При работе

Рис. 1. Реверсивный преобразователь (а) и диаграммы токов и напряжения в нагрузке и углов управления комплектов при реверсе (б)

ВК1 ток в нагрузке протекает в положительном направлении. При работе ВК2 полярность тока изменяется на противоположную.

В зависимости от способа управления вентильными комплектами реверсивные преобразователи бывают двух видов: 

1.   Реверсивные преобразователи с раздельным управлением, при котором управляющие импульсы приходят только на один из комплектов, проводящих ток. Импульсы управления в этот момент на второй комплект не попадают и его вентили заперты. Реактор Ly в схеме может отсутствовать.

2.   Реверсивные преобразователи с согласованным управлением, при котором импульсы управления поступают одновременно на вентили обоих вентильных комплектов с определённым согласованным углом управления: , где  и  углы управления ВК1 и ВК2 соответственно. В схеме рис. 1  имеется реактор Ly

Рассмотрим работу реверсивного преобразователя с раздельным управлением предположив что нагрузкой вместо R является двигатель постоянного тока  M  с  независимым  возбуждением.

При отпирании ВК1 (<90°) полярность напряжения и направление тока соответствуют указанным на рис. 1, а. Для реверсирования тока в момент t1 (рис.1, 6) снимаем импульсы управления с ВК1. При этом ток iH спадает до нуля со скоростью, определяемой индуктивностью сглаживающего дросселя LH. Спустя время паузы, достаточное для прекращения тока n, при t=t2 подаем отпирающие импульсы на ВК2 с углом управления   >90°. В силу инерции двигателя с нагрузкой частота вращения n и напряжение на якоре Е за время паузы практически не изменяются. Так как при   >90° BK2 работает в инверторном режиме, двигатель переходит в генераторный режим, т. е. выступает в роли источника энергии. Ток Id2 BK2 создает в машине тормозной момент, что приводит к быстрому снижению скорости n и ЭДС в цепи якоря Е. Торможение двигателя с возвратом в питающую сеть энергии, запасенной во вращающихся массах, называется рекуперативным. Скорость убывания угла управления    при торможении часто выбирают такой, чтобы инвертирование в условиях снижающегося Е проходило при номинальном токе Id2.

При t=t3 угол управления =90°, скорость n=0, E==0, т. е. двигатель останавливается. Продолжая уменьшать , разгоняем двигатель до номинальной скорости в противоположном направлении (момент t4). При этом BK2 работает в выпрямительном режиме и полярность выходного напряжения изменяется на обратную.

Для торможения двигателя теперь надо снять импульсы управления с BK2 и, выждав паузу, включить ВК1 в инверторном режиме при  >90°. На интервалах 0—t1 (рис. 1,6) ВК1 работает в выпрямительном