Рекуперативные преобразователи частоты со звеном постоянного тока для трехфазных асинхронных двигателей

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное  агентство по образованию

Государственное образовательное

 учреждение высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный

технический университет»

Факультет электротехнический

Кафедра ПЭ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

Рекуперативные преобразователи частоты со звеном постоянного тока для трехфазных асинхронных двигателей.

Студент группы                                                                         

Руководитель проекта                                                             

2011

Содержание

Введение                                                                                           4

1.     Обзорная часть         5

2.     Расчет силовой схемы       9                                                                                                  

3.     Описание принципа работы и расчет ШИМ        30

4.     Разработка системы управления                                                                                               34

Заключение                                                                                             37

Список использованных источников                                                                                               38

Приложение                                                                          39

Современный этап развития промышленных приводов характеризуется значительным расширением области применения регулируемых электроприводов переменного тока. Это касается большинства тех отраслей промышленности, в которых ранее использовались электроприводы постоянного тока с двигателями независимого возбуждения, обладающие наилучшими регулировочными свойствами (например, металлообрабатывающая промышленность, бумагоделательная промышленность и др.), а также отраслей, где технологические параметры средствами электропривода не регулировались (например, насосные станции и воздуходувки).

Самым распространенным типом электрической машины является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Это объясняется простотой его конструкции и высокой надежностью, связанной с отсутствием щеток и контактных колец. Длительное время асинхронный двигатель использовался, в основном, в нерегулируемых электроприводах, хотя теоретические способы регулирования его скорости были известны. Одновременно велись работы по практическому созданию регулируемого привода переменного тока. При всех известных способах регулирования скорости асинхронного двигателя (регулирование изменением напряжения на статорной обмотке, переключением числа пар полюсов, введением сопротивления или добавочной электродвижущей силы (ЭДС) в роторную цепь двигателя с фазным ротором) только электропривод с регулированием путем изменения частоты напряжения на статоре мог составить конкуренцию приводу постоянного тока с двигателем независимого возбуждения в тех устройствах, в которых требуется большой диапазон регулирования скорости и предъявляются высокие требования к точности ее поддержания и динамическим характеристикам привода.

Сегодня наиболее распространенный тип электропривода с двигателем переменного тока включает в себя приводной преобразователь на основе преобразователя частоты со звеном постоянного тока и инвертором с широтно-импульсной модуляцией. В преобразователь встроена система управления привода с микропроцессорным управлением и внешним интерфейсом, обеспечивающим пользователю максимум возможностей для использования привода в самых различных отраслях промышленности.

В преобразователях со звеном постоянного тока переменное выходное напряжение формируется автономным инвертором из напряжения постоянного тока. Поскольку обычно в качестве источника питания используется сеть переменного тока, то в состав преобразователя частоты входит управляемый или неуправляемый выпрямитель. Такие преобразователи принципиально не имеют ограничения на максимальное значение выходной частоты. Преобразователи частоты со звеном постоянного тока подразделяются на преобразователи с автономным инвертором тока и автономным инвертором напряжения. В настоящее время наиболее широко используются преобразователи с автономным инвертором напряжения [1].

Полупроводниковый преобразователь, осуществляющий преобразование электрической энергии переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты, называется преобразователем  частоты.

Преобразователи частоты классифицируются по мощности, напряжению, числу фаз входного и выходного напряжений, схеме  преобразования и т. д. Работа преобразователя и его технико-экономические характеристики в основном определяются схемой преобразования. От схемы преобразования непосредственно зависят:

1)  параметры  выходного напряжения;

2)  коэффициент мощности преобразователя по входу и выходу;