В настоящее время в электроприводе наиболее перспективным и выгодным решением является разработка и внедрение в промышленность электроприводов переменного тока, в качестве электродвигателя для которых используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, работающий от электронного полупроводникового преобразователя частоты. Основное достоинство преобразователя частоты – возможность широкого и экономичного регулирования скорости АД. Другим названием преобразователя частоты является автономный инвертор.
Автономные инверторы – устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работающие на автономную (не связанную с сетью переменного тока) нагрузку. В этом главное отличие автономного инвертора от ведомого инвертора, так же преобразующего постоянный ток в переменный, но работающего на сеть переменного тока.
Нагрузкой автономного инвертора может быть единичный потребитель или разветвлённая сеть потребителей (несколько нагрузок, работающих по своему графику).
Основой автономного инвертора является вентильное переключающее устройство, которое может выполняться по однофазным или трёхфазным схемам.
В данном курсовом проекте необходимо разработать генератор и распределитель импульсов для трёхфазного автономного инвертора с углом проводимости λ=180º.
Схемы управления инверторами выполняются по тем же схемам, что и соответствующие системы для управляемых выпрямителей. Системы управления автономными инверторами, как правило, соответствуют структурной схеме приведённой на рис. 1. и содержит задающий генератор, распределитель импульсов и формирователи управляющих импульсов.
Рис.1. Функциональная схема системы управления автономным инвертором.
На рис. 1. обозначены:
ЗГ – задающий генератор;
РИ – распределитель импульсов;
ФИ1 … ФИ6 – формирователи импульсов;
Uупр. – напряжение управления;
fзг – частота импульсов на выходе задающего генератора;
fзг/6 – частота на выходе распределите импульсов.
Задачей устройства является сформировать импульсы для управления тиристорами длительностью λ=180° и сдвинутых друг относительно друга на 120°. Устройство должно в соответствии с напряжением управления Uупр формировать сигналы определённой частоты для силовой схемы.
В настоящее время наиболее перспективными являются системы управления, выполненные на базе интегральных микросхем. При этом удаётся не только резко сократить габариты системы, но и существенно упростить технологию сборки и наладки схем, а так, же повысить их надёжность. Поэтому рассмотренные ниже варианты практической реализации различных блоков системы управления предполагают использование современных интегральных микросхем.
Задающий генератор (ЗГ) преобразует напряжение управления в частоту следования управляющих импульсов. Частота выходных импульсов задающего генератора однозначно определяет частоту выходного напряжения преобразователя. На рис.2. показан вариант выполнения схемы задающего генератора.
Рис. 2. Электрическая схема задающего генератора.
Принцип действия следующий: после очередного разряда конденсатора С1 на выходе интегратора начинает возрастать по абсолютной величине напряжение до уровня, при котором произойдет переключение компаратора. На выходе DA2 появится отрицательное напряжение. При этом происходит быстрый разряд конденсатора через VD и R3. Компаратор возвращается в исходное состояние и процесс повторяется. Увеличение входного сигнала ускоряет изменение напряжения интегратора, растет частота срабатывания компаратора и в итоге возрастает выходная частота.
Выбираем операционные усилители DA1.1 и DA1.2 серии К544УД2 по [1] со следующими параметрами:
Электрические параметры
|
Номинальное напряжение питания |
|
|
Максимальное выходное напряжение
при Uп= |
|
|
Средний входной ток при Uп= |
|
|
Разность входных токов при Uп=
|
|
|
Ток потребления при Uп= |
|
|
Коэффициент усиления напряжения при Uп=
|
|
|
Коэффициент ослабления синфазных входных
напряжений
при Uп= |
|
|
Коэффициент влияния нестабильности
источников питания
на напряжение смещения нуля при Uп= |
|
|
Средний температурный дрейф напряжения
смещения нуля
при Uп= |
|
|
Частота единичного усиления при Uп=
|
≥015 МГц |
|
Входное сопротивление |
|
Предельно допустимые режимы эксплуатации
|
1 |
Напряжение источников питания Uп1, Uп2 в предельном режиме |
± (13,5...16,5) В ± (5...16,6) В |
|
2 |
Входные синфазные напряжения в предельном режиме |
±10 В ±12 В |
|
3 |
Максимальная рассеиваемая мощность в предельном режиме |
≤260 мВт ≤280 мВт |
|
4 |
Сопротивление нагрузки в предельном режиме |
≥2 кОм ≥1 кОм |
|
5 |
Емкость нагрузки |
≤500 пФ |
|
5 |
Температура окружающей среды |
-45...+70 ° C |
По [1] выбираем сопротивления резисторов R1=100 (кОм), R3=2,2 (кОм), и конденсатор C1=0,01 (мкФ).
Исходя из следующей формулы:
и исходя из того, что по заданию при Uупр=6В на выходе должна быть частота fвых=390Гц выразим отношение сопротивлений:
Исходя из соотношения выбираем R4=10 (кОм), R2=7,5 (кОм)
Т.к. при Uупр=0В на выходе должна быть частота fвых=18Гц, то дополнительно подается напряжение U’ и ставится сопротивление R1’=100 (кОм). Напряжение U’ выразим из уравнения частоты:
Распределитель импульсов (РИ) предназначен для преобразования однофазных импульсов задающего генератора в шестифазную систему импульсов, необходимую для управления тиристорами мостового инвертора. Кроме того, с помощью распределителя импульсов обеспечивается
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
±15 В ±10 %