Преобразователь частоты со звеном постоянного тока для асинхронного двигателя (Расчетно-графическая часть курсового проекта)

Система управления (СУ) состоит из сигнала управления, представленного тремя синусоидами, сдвинутыми относительно друг друга на 120 градусов, и опорного напряжения треугольной формы. Эти два сигнала подаются на компаратор, а после, полученный сигнал и его инверсия, подаются на транзисторы инвертора.

Частота выходного напряжения инвертора f = 50 Гц.

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя

Опорное напряжение треугольной форм зададим уравнением

а фазные (для трехфазной системы) сигналы управления синусоидальной формы с регулируемой амплитудой и частотой следующими выражениями:

где A_on, A_y, k_on, k_y - регулируемые амплитуды и соответствующие им степени регулирования частоты опорного напряжения и сигналов управления.

Рисунок 3.1 – Сигналы управления и опорное напряжение при f = 50 Гц

Рисунок 3.2 – Выходное напряжение фазы А компаратора

и оно же модулированное фазное напряжение инвертора

Рисунок 3.3 – Напряжение фазы А на нагрузке

Соответствующие напряжения в других фазах имеют такой же вид, но сдвинуты на 120 градусов

Линейные напряжения находим по формулам:

Рисунок 3.4 – Линейное напряжение U_ab

Чтобы найти ток в фазах нагрузки, необходимо решить дифференциальное уравнение. Расчет токов произведем в программе Mathcad оператором Odesolve по формулам:

Действующее значения тока в фазе А:

Рисунок 3.5 - Ток в фазе А при f = 50 Гц

Рисунок 3.6 - Ток и напряжение в фазе А

Теперь промоделируем случаи понижения частоты.

При понижении частоты, следуя из закона Ома, повышается амплитуда тока. Чтобы вернуть ток на изначальную амплитуду, нужно уменьшить амплитуду входного напряжения. Этот принцип и будет продемонстрирован.

Действующее значение тока:

Рисунок 3.7 – Ток в фазе А при f = 50 Гц

Рисунок 3.8 – Ток в фазе А при f = 25 Гц

Действующее значение тока:

Для того чтобы вывести ток на изначальную амплитуду, необходимо выставить амплитуду входного напряжения равную 4,55 В.

Рисунок 3.9 – Ток в фазе А при f = 5 Гц

Действующее значение тока:

Для того чтобы вывести ток на изначальную амплитуду, необходимо выставить амплитуду входного напряжения равную 4,46 В.