Перетворювачі з проміжною ланкою

Схеми перетворювачів частоти з проміжною ланкою містять авто­номні інвертори, які перетворюють постійний струм в змінний. Процес перетворення постійного струму в змінний називається інвертуван­ням і є оберненим до випростування струму. Під час цього процесу потік енергії спрямований з кола постійного струму в коло змінного струму. Якщо в колі змінного струму є джерело напруги, то процес інвертування можливий тільки за умови, що напрям струму буде про­тилежним до напряму напруги цього джерела. Залежно від умов інвертування, схеми поділяються на автономні інвертори та ін­вертори, ведені мережею. В автономних інверторах в колі змінного струму, куди інвертор пересилає енергію, відсутнє джерело змінної напруги і періодичність цієї напруги задається конкретною схемою інвертора. Для цього з допомогою керованих вентилів здійснюється комутація струму джерела постійної напруги, яка підтримується до­датковими елементами (переважно конденсаторами або конденсато­рами з індуктивністю).

Структурну схему перетворювача частоти з проміжною ланкою постійного струму зображено на рис. 68.

Такі перетворювачі складаються з керованого випростувача В, фі­льтра та автономного інвертора АІ. Регулювання частоти , вихідної напруги в такій схемі здійснюється інвертором за допомогою системи керування СКІ, а величини напруги U₂ — керованим випростувачем з використанням системи керування СКВ. В окремих випадках регу­лювання частоти і величини вихідної напруги здійснюються тільки інвертором, випростувач виконується некерованим. Частота вихідної напруги регулюється в широкому діапазоні як вниз, так і вверх від час­тоти джерела живлення.

Недоліком перетворювачів з проміжною ланкою постійного стру­му є подвійне перетворення енергії, що приводить до зниження ККД перетворювача, збільшення його встановленої потужності і маси. Проте, такі перетворювачі простіші за будовою порівняно з перетво­рювачами з безпосереднім зв'язком.

Перетворювачі частоти з проміжною ланкою змінного струму складаються з таких компонент (рис. 69):

9.випростувач, який перетворює змігшу напругу в постійну;

10.автономний інвертор, який перетворює постійну напругу в змінну напругу проміжної частоти;

11.безпосередній перетворювач частоти, який формує вихідну напру­гу заданої регульованої частоти або нерегульованої частоти.

Недоліком перетворювачів частоти з проміжною ланкою змінного струму є потрійне перетворення енергії, що позначаєтся на зниженні ККД перетворювача, складності силової схеми та системи керування.

Регулювання частоти в перетворювачах може здійснюватись диск­ретно та плавно. В перетворювачах частоти з природною комутацією частота вихідної напруги регулюється тільки вниз від частоти джере­ла живлення і визначається за виразами:

4.для дискретного регулювання частоти ;

5.для плавного регулювання частоти ,

де — кількість фаз джерела живлення; — пауза між вимк­ненням однієї (анодної) та увімкненням другої (катодної) груп тирис­торів; п = 0,1,2,...

Плавність регулювання частоти в перетворювачах з проміжною ланкою змінного струму залежить від відношення проміжної частоти до вихідної .Чим більше це відношення тим вища плавність регулювання частоти, рівномірніше навантаження тиристорів, легше забезпечується синусоїдна форма вихідної напруги. Проте підвищен­ня проміжної частоти обмежене частотними властивостями тиристо­рів, силових трансформаторів, дроселів і конденсаторів.

ПРИКЛАДИ ДО РОЗДІЛУ

Задача 11.1. Визначити частоту вихідної напруги однофазного перетворювача частоти з безпосереднім зв'язком, якщо частота вхідної напруги f;=700 Гц. (п=2).

Розв'язок: Згідно з поданим виразом, для вихідної частоти вказа­ного перетворювача (m=1) отримаємо

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

7.Яке призначення перетворювачів частоти?

8.Назвіть основні компоненти перетворювача частоти.

9.У чому полягає інвертування сигналів?

10.Поясність принцип роботи інвертора веденого мережею живлення.

11.Яка особливість автономних інверторів?

12.За якими ознаками класифікуються перетворювачі частоти?

13.Назвіть переваги та недоліки перетворювачів частоти з ланкою

постійного струму.

8. Поясність принцип роботи циклоконвертора.

13.1.У чому особливості роботи безпосереднього перетворювача час­
тоти з примусовою комутацією.

13.2.Які переваги та недоліки перетворювача частоти з проміжною
ланкою змінного струму?

ЗАДАЧІ НА САМОСТІЙНЕ ОПРАЦЮВАННЯ

11.1с. Визначити частоту вихідної напруги однофазного перетворю­вача частоти з природною комутацією, якщо частота вхідної на­пруги =140 Гц, n=3.

(Відповідь: 20 Гц)

11.2с. Визначити частоту вхідної напруги трифазного перетворю­вача частоти з природною комутацією, якщо частота вихідної напруги f₂=90 Гц, n=5.

(Відповідь: 390Гц).

11.3с. Визначити тривалість паузи tn перетворювача частоти з плавним регулюванням частоти, якщо частота вхідної напруги 500 Гц, а кут між вимкненням однієї та вмиканням іншої груп ти­ристорів = 0,628 рад. (Відповідь: 0,2 мс).

11.4с. Трифазний перетворювач частоти з плавним регулюванням частоти має паузу = 0,312 рад між: вимкненням анодної та увімкненням катодної груп тиристорів. Визначити частоту ви­хідної напруги перетворювача, якщо частота вхідної напруги = 600 Гц, n=2.

(Відповідь: 246,64Гц).

11.5с. Частота вихідної напруги однофазного перетворювача часто­ти з дискретним регулюванням частоти f₂=120 Гц при n=1. Виз­начити частоту вихідної напруги перетворювача, якщо n=4.

(Відповідь: 40 Гц).

11.6с. В однофазного безпосереднього перетворювача частоти з примусовою комутацією збільшили величину кута керування ти­ристорами. Встановити, як зміниться (збільшиться чи змен­шиться) при цьому частота вихідної напруги, якщо = const. Від­повідь обгрунтувати.

(Відповідь: зменшиться).

11.7с. В однофазного безпосереднього перетворювача частоти з при­мусовою комутацією необхідно зменшити період вихідного сигна­лу при = const. Як для цього потрібно змінити (збільшити чи зменшити) кут керування тиристорами. Відповідь обгрунтувати.

(Відповідь: збільшити).

Дата добавления: 2015-07-18