невысокое быстродействие электропривода. Было разработано много модификаций электромашинных преобразователей частоты: схемы с асинхронным преобразователем, с коллекторным преобразователем и т. д., но всем и.м в той илн иной степени присущи указанные недостатки. Н*смотря на это, даже такие

Рис. 3.101. Электромеханический преобразователь частоты.

несовершенные системы, уступающие по технико-экономическим показателям электроприводу постоянного тока, нашли применение в промышленности.

В настоящее время используются главным образом тиристорные преобразователи частоты, которые можно разделить на трн группы: преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока; преобразователи с непосредственной связью; преобразователи с промежуточным звеном повышенной частоты. Последние распространения не получили н в дальнейшем не рассматриваются.

Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока. В преобразователях данного типа переменное напряжение питающей сети выпрямляется и через фильтр подается на автономный инвертор, который в свою очередь преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой. Функциональная схема такого преобразователя представлена на онс. 3.102.

AUV Л

AUU Г

Рис. 3.102. Функциональная схема преобразова теля частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

Она содержит: управляемый выпрямитель V с системой управления А UV, индуктивный илн индуктивно-емкостный фильтр LC, автономный инвертор UZ с системой управления AUU а блок регулирования AU, осуществля-

ющий регулирование напряжения и частоты в статических и динамических.режимах в соответствии с принятыми законами частотного регулирования [3.14]. В тех случаях, когда регулирование напряжения- обеспечивается с помощью автономного инвертора илн специального импульсного преобразователя в звене постоянного тока, возможно использование выпрямителя на неуправляемых вентилях.

Благодаря наличию звена постоянного тока, выходная частота преобразователя может регулиройа-гься в широком диапазоне как вверх, так в вниз относительно частоты сети. Это обстоятельство является основным достоинсгаом преобразователей с промежуточным звеном постоянного тока и в значительной степени определяет широкую область их применения.

Управляемый выпрямитель в преобразователе частоты по схеме и принципу работы аналогичен выпрямителю для электропривода постоянного тока (см. § 3.2.1). Наиболееслож-ным и ответственным узлом в преобразователях с промежуточным звеном постоянного тока является автономный инвертор. Особенность автономного инвертора заключается в том, что он в отличие от инвертора, ведомого сетью, работает на автономную нагрузку, в которой отсутствует источник ЭДС, обеспечивающей естественное выключение тиристоров. Это определяет необходимость использования в автономных инверторах специальных узлов искусственной коммутации, которые прерывают ток в тиристоре и способствуют его выключению в заданный момент времени в соответствии с работой системы упрввлеиия.

Принцип работы автономного иивь тора. Для управления асинхронными двигателями могут быть использованы автономные инверторы, построенные по тем же схемам, какие применяются для преобразователей, постоянного тока. Наибольшее распространение для инверторов получила трехфазная мостовая схема.

На рнс. 3.103 приведена условная схема мостового инвертора. Здесь элементы 1-6 представляют собой полностью управляемые полупроводниковые приборы, т. е. приборы, которые обладают способностью открываться и закрываться под воздейств{ем управляющего сигнала. Практически таким элементом является транзистор, работающий в ключевом режиме, а также тиристор в совокупности с устройством искусственной коммутации.

Пусть инвертор работает на активную нагрузку. Порядковые номера ключевых элементов иа рис. 3.103, а и дааграммах рнс 3.103, б, в соответствуют очередности откры-? того состояния тиристоров. Переключения в схеме происходят каждую часть периода выходной частоты. При этом возможны даа режима работы схемы: каждый ключ замкнут в течение /а периода выходной частоты, т. ё. угол проводимости6 = 180°; ключ замкнут в течение /g периода выходной частоты, т. е. Ь - 120 °. В первом случае в каждый момент времени одновременно проводят ioK трн ключа, а во втором случае - два ключа.

- Лагши Minp feaeft ш выходе нй вертсфа для яервого и второго режимов приведены яа рис. 3.103, б, в. В обоих случаях на нагрузке формируется симметричная трехфазная cBcrdiia напряжений прямоугольио-сту-пеичап формы, нервые гармоники которых имеют взаимный фазовый сдвиг в 120 °. Раз-доЖейИв рЯДФурБё крйВк фазиого напряжения при в = 180 ° И линейного иапряЖе-нияпрв в = 120° дает:

Um (sin nt +4-.sto 5a)/ j=y sin7mt+

Z, Z -+i7etall©/-f ..), (3.54)

где. -ifm лс--ашшш:]иа-,иапряження прямоу-гольио-стуненчатой фopMI

напряжения соеднне1ЛЙ№9 звезду й треуРоЛь* ник идентичны.

Инверторы напряжения и инверторы тока. Рассмотренные диаграммы сираведЛйвы для случая активной нагрузки иа вых(%е инвертора. При актнвио-иидуктвиой яаг-рузке электромагнитные процессы в инверторе ин отШлее сложный характер. Для их анализа бказывается полезным разделение вСё* автономных инверторов иа автчйомные ий> верторы напряжения (АИН) и автономные инверторы тока (АИТ) I3.15J. Пояснить эти понятия можно на примере однофаых мостовых схем (рнс. 3.104, о б), имеющих активио-индуктнвйую йагрузку.

Швертор напряжения должен быть вы-люлиен да, полиостью управляемых вентилях VI - V4, способных вклюадтьс. выклю-

Рис. 3.103, Условная схема мостового инвертора проводимости тврвсторов i

(а) и диаграммы выходных иаприженнй при углах = 180° Сб) я в = 120° (а).

Аналогично для кривых линейного напряжения при 6 = 180 ° и фазиого напряжения ЙрйГ = 120 °:

в = ( sin в/-i sin Sffl/-

.- у sin 7Ш -fsin 11 B/+ ...y (3.55)

Анализируя (3.54) и (3.55), можно отме-титгсведушщве: в(ривых фазного и лиией-иого напряжения отсутстаукж-iчетные гармоники и гармоники, кратные трем; соотношения между амплитудами высших гармоник ЛичкрД для крииму фазиого н лннейного найряжений как при 6 = 120 °, так н при в =f] 180 *; амплитуды всех гармоиин, в том числю и первой, для <ля ейиогонапряжения

в раз больше, чем для фазиого; форма линейногонапряжения ие зависит от схемы coeдвиieиия нагрузки, а определяется лишь углом проводимости, следовательно, в отношении гармонического состава выходного

чаться в завдаияый момент вршеии при подаче иа них управляющего сигнала. Попарное периодаческое включение й отключение вентили VJ, V3 и V2, V4 приводит к тому, -что напряжение йа нагрузке u имеет прямоугольную форму с амплитудой, равной напряжению сгочника питания. Кривая тока й нагрузке будет состоять из отрезков экспоненты (рис; 3.104, в). Пусть произошла коммутация в схеме таким образом, что веи№ли VI и V3 выключились, а вентили V2 н V4 открылись. Ток в нагрузке иидуитивиого характера имеет направление, встречйое по отношению к направлению проводимости включенных вентилей. Для обеспечевия цепи протекания этого тона в схемы введены диоды VD1-VD4, включенные вдгречно-параллелмо тиристорам W - К4. Диоды оказываются открытынш, когда ток я напряжение нагрузки имеют противоположные знаки. При этом ток, потребляемый от источника f, меняет свое иаправ-лёкШ и протека)Навстречу напряжению Е. Если источник имеет одностороннюю прово-SfntocTb (выпримитель)-, его необходамо за-

щув1?1К>вать кояаеэчаторрм. которнй будет заряжаться, когда ток tiporeeaer от ииер-Яфч.к; чсточиику.и разрежаться, когда ток ведбется от сточв¥¥а- Эгрт койденсатор а0ш в кметь: достаточную емиость для того,

икнбы руда в8вв. вадр даздия сто. 1ввд im-

ртор .три teHc, 3, jl04, !*< яет бьо рш;олиен иа приборах с неповой упраадя-ью. В 9T0M случае паралдельио и#гру?*е

ехря двюь ояередвдспйо.юммутадври уррав-л(яемык эевхилвЛ.яввеёртрре.даолстфвявя мёдеянем в cJKviy ратрнх дао , вродяда-цачедкнх ма чютускавр чщдукщкяо трха. {вагрузкн.. я 1Ю1ю<м)ци м парамсельяо вётачадку вд вдадт!вра.С,; на teoTopHft.aser вдц ЗйЧЫКасггдв.

Э лит, иаоборог. ояччедчость. омнут* ади xBRHCiTOROB вяредыдет форму тоца, форма напряжения зэсцт от ЧЯ.ГРУ91В

. L

Рве. 3.(04. Условные схемы одвофавнвх ввверторвв ввпряжевва (а) в тока (б) н их рабочее джв*

граммы (* 8 г) сцответствво.

необходимо включить конденсатор, который <удвт о6 ;че ВВ9ть акченвв гяры .т рв<?-ТОРРВ ррв включении двугрй wpu и яйддед-жнВать щг вишпочаемых Т1рв<рвх огрцоа-тедъвое Н4рр8Ц(ениё в течение вреиенв, иерб-зормого.для восстанюденни цт уорвля-ю<циж fBoftcTB. В ютвйстаин со способом 1одк#10чевия кйнмутирующего ]вдёэсат ра TaiS и1<вертор ,еазывач>т параллельным. Щ вход АИТ подключается достаточно борющая иидукгиввость. i тем. чтобы пульсации тока, рорвблягЬ от сточника, фМ1И це-велчки. Прв ток в нагрузке, ecflB квн-дсатор, также считать злаиектом едгрувкн, имеет прямоугольную фррму. Щир9)юнне на вэгрузке.н ёгр фориа оярйделчк>т<; .нагрузкой и ее кйрактеррм. Нарряжеяве а эадДе иквертрра вИмеет форму, покааан-ную На рис. З..1р4,Те интервалы времени, когда напряжение отрицательно, сортвет-уют времени закрытого состоякия тиристоров.

Таким образом, основная оеобевность .Лда заключается в том, что ивр.ярение В нагрузке ие за.висвт.от нее, а оцря-.

Это обусловлено включением иа вход инвертора. peaKTWa.c достаточно ;>1роД ивдукгнв-.

Из схазвнного следует, что вце1р9я. > рашеристнка (зависимость напряжения на нагрузке от тока) идеального ЛИН вмеет

Рве. З.ЮБ. ввешвве трцщервствви вяеа-даэвроваииых иинр-торов напр1и4я (/) и тева

вяд горцзонтальной прямой {1 на рис. 10&), цоск9л,ку AeijcTBjwmee звйяеке и; гф -вея на нагвузр ерда р кво наррдашю

всточчрм дитадчя. вид внешне тштют-тиви Айт быть одредедед. в<1лв трть. что мость, потре<}л?ш от щт*-